per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
3
12
10.24200/j30.2018.1416
1416
Article
مدل سازی رشد ترک با استفاده از ترکیب تئوری بدون شبکه ی کمینه ی مربعات گسسته ی هم مکان و تئوری ترک چسبنده و روش فرانمایی
CRACK GROWTH SIMULATION USING COLLOCATION DISCRETE LEAST SQUARES, COHESIVE CRACK, AND DIFFRACTION METHODS
مجتبی لبیب زاده
labibzadeh_m@scu.ac.ir
1
حمیدرضا غفوری
ghafouri_h@scu.ac.ir
2
سیدمحمدجعفر هاشمی طباطبائی
3
گروه عمران ، دانشکده ی مهندسی ،دانشگاه شهید چمران اهواز
گروه عمران، دانشکده ی مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز
گروه عمران ، دانشکده ی مهندسی ، دانشگاه شهید چمران اهواز
در پژوهش حاضر، روش بدون شبکهی کمینهی مربعات گسستهی هممکان برای مدلسازی رشد ترک براساس تئوری ترک چسبنده توسعه داده شده است. روش عددی کمینهی مربعات گسستهی هممکان، یک روش بدون شبکهی واقعی است که مبتنی بر مفهوم کمینهسازی مربعات خطا توسعه یافته است. روش حاضر برخلاف روشهای بدون شبکهی دیگر به هیچگونه شبکهی پیشزمینه برای حل معادلات دیفرانسیلی حاکم بر مسئله نیاز ندارد و یک روش بدون شبکهی واقعی است. در روش مذکور، لحظهی ایجاد ترک توسط کنترل تنش چسبنده بر جدارهی ترک کنترل میشود و بهتدریج با بازتر شدن دهانهی ترک، میزان تنش مذکور کاهش مییابد و صفر شدن آن به معنی بازشدگی کامل ترک است. برای مدلسازی ناپیوستگی ناشی از ترک در توابع شکل، از روش فرانمایی استفاده شده است. در نهایت، کارایی و دقت روش پیشنهادی با حل مسائل استاندارد و مقایسهی نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تحلیلی و نتایج روش اجزاء محدود نشان داده شده است. نتایج حاصل نشان میدهند که روش پیشنهادی، توانایی قابل قبولی در پیشبینی میدان تنش و تغییرشکل در مسائل حاوی ترک دارد و قادر است مسیر رشد ترک را در مودهای اول (کششی) و دوم (کششی ـ برشی) ترک به خوبی پیشبینی کند. دقت روش بالاست و نسبت به روشهای بدون شبکهی موجود، حساسیت کمتری نسبت به آرایش گرهها در دامنهی مسئله دارد. در روش عددی کمینهی مربعات گسستهی هممکان، توابع شکل بهدست آمده، پیوستگی بالاتری نسبت به روشهای دیگر که در آنها از روش مشاهدهیی برای تشخیص ترک استفاده میشود، دارند. همچنین شکل مشتقات معادلات بهدست آمده با روش پیشنهادی، سادهتر از شکل نظیر معادلات بهدست آمده با روش انکسار برای تشخیص ترک است.
During recent years, many researches have been conducted on the numerical methods for solving the governing differential equations. FEM is one of the strongest and most useful of these methods. However, this method encounters some difficulties when deals with the problems involving moving boundaries, crack propagation or extremely large deformation due to the need of renewing the mesh of the elements. One of the solutions is the elimination of the need for the mesh. Therefore, the meshfree methods have been developed. In the present study, Collocation Discrete Least Squares Meshless method (CDLSM) is
formulated for predicting the crack growth phenomenon in the two-dimensional elastic solid problems. For simulating the crack initiation and growth, the cohesive crack concept has been implemented. CDLSM is a true meshless method which is developed based on the minimization of the sum of the squares of the errors in the nodal points in the domain and on the boundaries and does not use any kinds of background mesh for approximating the response function or for discretizing the developed system of equations. These errors in this study have been defined as the differences between the computed response from the proposed method in the nodal points and their corresponding exact responses within the domain and on the boundaries. Based on the concept of the cohesive crack, the crack initiation is modeled by controlling the existed applied vertical stresses on the crack faces. When these stresses reach a certain value, specifically in this study, the tensile strength of the concrete, the crack initiation is assumed to be occurred. After cracking, depending on the value of the opening crack displacement, (COD), applied stresses are enforced to reduce to zero for completely opened crack. For incorporating the discontinuity arising from the crack into the continuum shape function formulations of the proposed meshless method, the diffraction technique has been used.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1416_93f038d6dff356b948625dda3bf0f370.pdf
ترک
روش بدون شبکهی کمینهی مربعات گسستهی هممکان
تئوری ترک چسبنده
روش فرانمایی
Crack
collocation discrete least squares meshless method
cohesive crack theory
diffraction method
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
13
21
10.24200/j30.2018.1417
1417
Article
طراحی بهینه ی شبکههای توزیع آب با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی
OPTIMAL DESIGN OF WATER DISTRIBUTION NETWORKS USING FUZZY ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS
هانیه مهدی پور رابری
venusmail90@gmail.com
1
مسعودرضا حسامی کرمانی
masoud.hessami@gmail.com
2
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان
دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه شهید باهنر کرمان
در پژوهش حاضر با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) با هدف کمینه ساختن هزینه و بیشینهسازی ۳ شاخص قابلیت اطمینان، شامل: شاخص انعطافپذیری ($I_n$)، مجموع هدهای مازاد گرهیی ($I_t$) و کمینهی هد مازاد در گرهها ($I_m$)، روش جدیدی برای انتخاب طراحی بهینه با مقایسهی الگوریتمهای مختلف بهینهسازی شبکههای توزیع آب پیشنهاد شده است. الگوریتمهای مذکور، شامل: الگوریتم ژنتیک، جفتگیری زنبورعسل، جامعهی مورچگان، الگوریتمهای بهینهسازی ترکیبی، جستوجوی تابو، الگوریتم ژنتیک متصل به برنامهریزی خطی، الگوریتم ازدحام ذرات ترکیبی، تکامل میراث ژنتیکی، انتقال حالت، و توپولوژی درخت بازساختگی است. نتایج نشان میدهند که الگوریتم ژنتیک ($\omega=10.9031$)، معیار هزینه و ۳ شاخص قابلیت اطمینان را با هر دو روش مقایسهیی AHP و FAHP بهتر از دیگر الگوریتمها ارضا میکند و الگوریتمهایی که فشار گرهیی کمتر از کمینهی فشار گرهیی در آنها به دست میآید، آخرین رتبهها را کسب میکنند.
Water distribution networks are one of the main infrastructures of a country. Because of high costs of design and construction, minimizing the cost as a matter of scientific research is important. Minimizing the cost should be associated with achieving the required pressure at any point and reliability of the network. So, the integrated urban water management can be considered as a
multi-objective problem. This research proposed a new method for the optimal design by comparing different algorithms to optimize water distribution networks as a multi-objective problem using Analytic Hierarchy Process (AHP) and Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP) in order to minimize the costs and maximize the three indicators of reliability index includes resiliency index (In), total surplus head index (It) and the minimum surplus head index (Im). These algorithms include genetic algorithm (GA), Honeybee mating optimization (HBMO), ant colony optimization (ACO), combinatorial optimization algorithm (AOC), Tabu search (TS), genetic algorithm linked with linear programming (GA-ILP), particle swarm optimization (PSO), state transition algorithm (STA), and mock open tree topology.AHP is the multi attribute decision method, which uses pairwise comparisons with numerical judgments. When comparing two elements, the uncertain numerical ratio is expressed in a fuzzy manner rather than an exact one. Fuzzy AHP was introduced to capture the `fuzziness' or the vagueness and uncertainty in the evaluation of alternatives. So the factor's weights were calculated using both AHP and FAHP methods.To evaluate the performance and efficiency of the proposed model, Hanoi water distribution network was chosen as a case study. Results show that Genetic algorithm ($\omega$= 10.9031) satisfies cost and the three indicators of reliability criteria with both compared methods of AHP and FAHP are better than other algorithms and the last ranks belong to algorithms in which at least one node with pressure is less than that with the minimum allowable pressure.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1417_8f08974595ec8dc062db9dbacb18c5f2.pdf
شبکههای توزیع آب
بهینهسازی
فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی
هزینه و قابلیت اعتمادپذیری
Water distribution networks
Optimization
fuzzy analytic hierarchy process
cost and reliability
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
23
31
10.24200/j30.2018.1400
1400
Article
تحلیل قابلیت اطمینان روابط تخمین عمق آب شستگی اطراف تکیه گاه پل ها
RELIABILITY ANALYSIS OF SCOURING AROUND THE BRIDGE ABUTMENTS
عبدالرضا کبیری سامانی
akabiri@cc.iut.ac.ir
1
نیلوفر مهین پرور
niloofar.mahinparvar@gmail.com
2
امین سلامتیان
amin.salamatian@gmail.com
3
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی امیرکبیر
محاسبهی عمق آبشستگی پایه و تکیهگاه پلها با عدم قطعیتهای فراوانی مواجه است. با درنظر گرفتن عدم قطعیتهای موجود در هیدرولیک پلها، استفاده از آنالیز قابلیت اطمینان جهت دستیابی به میزان ایمنی و اعتمادپذیری در تحلیل و طراحی یک پل ضروری است. در پژوهش حاضر، به منظور توسعهی کاربرد آنالیز ریسک و قابلیت اطمینان در تحلیل ایمنی پلها به محاسبهی قابلیت اطمینان روابط آبشستگی تکیهگاه پلها با درنظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای مؤثر در پدیدهی مذکور در شرایط جریان دائمی پرداخته شده است. پارامترهای مؤثر، شامل: ابعاد کانال، شکل تکیهگاه، خصوصیات رسوب، سیال و مشخصات جریان است. برای برآورد احتمال شکست روابط مختلف از روششبیهسازی مونتکارلو استفاده و شاخص قابلیت اطمینان روابط مختلف با یکدیگر مقایسه شده است. روابط موجود با دادههای آزمایشگاهی صحتسنجی و درنهایت، رابطه با احتمال شکست کمتر و شاخص اطمینان مطلوبتر و بیشترین تطابق با دادههای آزمایشگاهی بهعنوان رابطهی مطلوب پیشنهاد شده است. معیار دیگر جهت انتخاب رابطهی مطلوبتر، شاخص بهرهوری بالاتر بوده است. نتایج نشان میدهد که احتمال شکست و شاخص اطمینان با یکدیگر سازگار هستند. با افزایش ضریب ایمنی، احتمال شکست کاهش و شاخص قابلیت اطمینان افزایش مییابد.
Traditional bridge design approaches are commonly based on sufficiently large safety margin to compensate the uncertainties of the design parameters and the unknowns of the related phenomena. This may lead to the conservative designs. Excessive local scour around bridge piers and abutments induced by hydraulic deficiencies is known as a major cause of the bridges failure. Complexity of the scouring phenomenon and high degree of uncertainties of the governing parameters lead to unavoidable risks in bridge pier and abutment designs. Thus, to obtain an appropriate level of security and reliability of the bridge structures, their risk of failure due to the scouring phenomenon needs to be evaluated.In the present study, a generalized reliability model based on the static resistance-loading interference is developed for the assessment of reliability of the available formulas in the literature, to estimate local scour around the bridge abutments. By examining a comprehensive set of data, a two-parameter bivariate normal distribution is found to represent the joint probability density function of the resistance and loading. To obtain relevant information for the decision-making in design purposes, the model was applied to obtain a relationship between the reliability and safety factors. Thus, different probability distribution functions were tried on the effective dependent parameters, used in the derived equations of the former investigations. These parameters include channel width, abutment shape, sediment median size, and the flow discharge. To evaluate the reliability of each equation, Monte Carlo simulation method was applied and the reliability index of the considered equations was computed. Accordingly, among different available equations presented in the literature, the most reliable equation with the least probability of failure as well as the highest index of reliability was chosen as an appropriate equation to estimate the local scour around the bridge abutments. To obtain highly accurate results, the uncertainty of the dependent parameters on the scouring phenomenon at bridge abutment was examined. Among those, uncertainty of the flow depth and the flow velocity are the most significant factors in influencing the local scour around the bridge abutments.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1400_357a1a2c8e71ca12b13d5a75a0d3ce00.pdf
عدم قطعیت
تحلیل ریسک
آبشستگی
تکیهگاه پل
شبیهسازی مونتکارلو
Bridge abutment
monte carlo simulation
risk analysis
scouring
uncertainty
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
33
38
10.24200/j30.2018.1418
1418
Article
بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی انتقال حرارت در آزمایش های شار برودتی در دریاچه ها
AN EXPERIMENTAL AND ANALYTICAL STUDY OF NEGATIVE HEAT TRANSFER IN LAKES
امیر حشمتی فر
amir_heshmaty69@yahoo.com
1
میرمصدق جمالی
jamali@sharif.edu
2
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
همواره در طبیعت، انتقال حرارت در محیطهای آبی اتفاق میافتد. سرمایش سطح، یکی از روشهای انتقال حرارت در محیطهای آبی است که در اثر وزش باد، سرد شدن محیط در طول شب و دیگر عوامل اتفاق میافتد و میتواند باعث ایجاد جریان تبادلی شود. اهمیت شناخت پدیدهی مذکور میتواند به شناخت بهتر جریانهای تبادلی بیانجامد. در نوشتار حاضر، عوامل تأثیرگذار در شار برودتی در آزمایشهای مدلسازی شار برودتی تعیین شده است و نتایج آزمایشگاهی با نتایج حل تحلیلی انتقال حرارت مقایسه شده است. در آزمایشها از مخلوط آب و یخ درون یک مخزن گالوانیزه برای ایجاد شار برودتی استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که جرم آب، یخ و فاصلهی کف مخزن گالوانیزه تا سطح آب از مهمترین عوامل تأثیرگذار در شار برودتی اندازهگیری شده است. به منظور انجام مقایسه، یک مدل تحلیلی انتقال حرارت ارائه و عوامل ایجاد تفاوت بین نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی بررسی شدند. ناپایداری لایهی سرد ایجادشده در سطح آب و نوسانهای شار برودتی در آزمایشها، مهمترین عوامل ایجاد اختلاف است.
Negative heat flux is a special type of heat transfer that is generated by wind or ice on the water surface and takes place during the day in lakes. The negative heat flux produces horizontal and vertical density stratifications that can generate exchange flow between open water and covered areas. We conducted an investigation of the negative heat transfer generated in the laboratory by a surface cooling method. We examined the effective parameters of the heat flux in surface cooling. We used mixture of ice and water in a galvanized reservoir to model the cold source producing the negative heat flux. Over time, the negative heat flux through the bottom of galvanized reservoir was transferred to the water surface. Temperature was measured by thermometer
probes connected to a computer and was recorded continuously. The negative flux was then calculated from the temperature measurements at two close depths. We found that mass of ice and mass of water, distance between surface of water and
the galvanized reservoir, and water area are the important parameters in the negative heat flux. We also developed an analytical model of the heat transfer in which the tank is assumed to be cooled from the surface and has adiabatic conditions at other boundaries. We used the magnitude of the negative heat flux from the experiment in the model and predicted the temperature at different times and depths. The results of experimental modeling and analytical solution are fairly in agreement. The reasons for the difference between the experimental results and the analytical solution are oscillation of the negative heat flux from the ice reservoir and the instability flow generated in the experiment tank below the ice reservoir. The instability appears in the form of instability fingers and plunges to the bottom of the tank due to a lower temperature of the cooled surface water relative to the tank temperature.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1418_60a2af3268c1c048d3e0fa705045a037.pdf
شار برودتی
باد
سرمایش سطح
مدلسازی آزمایشگاهی
حل تحلیلی
Negative heat flux
wind cooling
surface cooling
experimental modeling
analytical solution
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
39
46
10.24200/j30.2018.1397
1397
Article
ارزیابی تأثیر اندازه ی ذرات در ضخامت باند برشی در آزمایش بیرون کشش ژئوگرید
EVALUATING THE INFLUENCE OF GRAIN SIZE ON SHEAR BAND THICKNESS UNDER PULLOUT CONDITIONS
محمود رضا عبدی
abdi@kntu.ac.ir
1
حامد میرزایی فر
h.mirzaeifar@dena.kntu.ac.ir
2
دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
اندرکنش ژئوسنتتیک ـ خاک با وجود پژوهشهای گستردهی انجامشده به دلیل پیچیدگی مکانیزمها هنوز کاملاً مشخص نیست. در پژوهش حاضر، با انجام آزمایش بیرون کشش با ابعاد $100\times{60}\times{60}$ سانتیمتر، تأثیر دانهبندی و اندازهی ذرات در ضخامت باند برشی در نمونههای ماسهیی و شنی مسلحشده با ژئوگرید HDPE مطالعه شده است. بدین منظور در یک وجه جعبهی بیرون کشش از پلکسیگلاس جهت امکان عکسبرداری حین بارگذاری استفاده شده است. در هر مرحله از بارگذاری، از تودهی تغییرشکل یافتهی خاک در برگیرندهی ژئوگرید، عکسهای دیجیتال تهیه و تصاویری جهت بررسی نحوهی جابهجایی ذرات پردازش شده است. آزمایشها تحت سربارهای ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ کیلوپاسکال انجام شدهاند. نتایج آزمایشها نشان داده است که جابهجایی دانهها در اطراف المانهای عرضی ژئوگرید چرخشی بوده و با افزایش اندازهی ذرات، ضخامت باند برشی افزایش یافته است. همچنین در خاک در مجاورت سطوح فوقانی و تحتانی ژئوگرید گسترش یافته و مقاومت بخش بیشتری از خاک را بسیج کرده است.
The behavior of reinforced soil structures is largely governed by interaction mechanisms that develop between the reinforcement inclusions and fill material. Because of the variety of influential factors, the complex interaction mechanisms between soil and reinforcements are still far from clear. Different experimental methods, including direct shear and pullout tests, have been used to identify and improve the understanding of soil-reinforcement interaction. In the current research, pullout tests were used to evaluate soil-geogrid interaction through relative soil-reinforcement movements during pulling out of the reinforcement. In this regard, large-scale pullout tests (i.e., 100 x 60 x 60 cm) were carried out on samples reinforced with an HDPE geogrid, while
digital images of deformed soil in close vicinity of the geogrid were captured and image processing was applied using particle image velocimetry (PIV) methods. Employing GeoPIV program, successive pairs of photographs were compared to determine the incremental values of displacements and strains at soil-reinforcement contact surfaces during pullout test. Samples were subjected to normal pressures of 25, 50 and 100 kPa. Two sandy and gravely soils of different particle sizes were used in the study for the preparation of samples to assess the influence of grain size on soil-geogrid interactions and the relative displacements. According to Unified Soil Classification System (USCS), sandy soils were classified as SP and SW and the gravely soil as GP. Results of the investigation showed that soil particles in close vicinity of transvers ribs are displaced in a circular manner, and the thickness of the
shear band around the geogrid increases with the increase in grain size. Punching shear failure mechanism was found in SP soil, while general shear failure mode was observed in SW and GP soils during pulling out of the reinforcement. Also, with the increase in grain size, asymmetrical shapes of shear band change to symmetrical shapes.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1397_c248c3b1862d6993c801cda840c2697e.pdf
بیرون کشش
برش مستقیم
باند برشی
ژئوگرید
PIV
Pullout
geogrid
PIV
shear band
grain size
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
47
57
10.24200/j30.2018.1424
1424
Article
مدل سازی رفتار و بررسی تأثیر شرایط غیراشباع در خاک های دانه یی در پارامترهای مقاومت برشی به روش اجزاء منفصل
DISCRETE ELEMENT METHOD MODELING OF BEHAVIOR OF A GRANULAR SOIL AND THE EFFECT OF UNSATURATED CONDITIONS ON SHEAR STRENGTH PARAMETERS
کیخسرو تورانی
keykhosro.turani@gmail.com
1
احمدرضا محبوبی اردکانی
ar_mahboubi@yahoo.com
2
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی
خاک محیطی سهفازی، شامل ذرات جامد، منافذ و سیال منفذی است. در شرایط غیراشباع، پدیدهی مویینگی موجب نیروی کششی بین ذرات خاک ناشی از موئینگی بهصورت پیوندهای منیسکی میشود. روش اجزاء منفصل (DEM)، توانایی شبیهسازی اندرکنش بین ذرات خاک را دارد. در نوشتار حاضر، به مدلسازی یک محیط دانهیی غیراشباع با استفاده از روش اجزاء منفصل و با درنظر گرفتن نیروی کششی بین ذرات ناشی از مویینگی پرداخته و تأثیر درجهی اشباع در پارامترهای مقاومت برشی بررسی شده است. بدین منظور با برنامهنویسی و اصلاح قانون تماس و با درنظر گرفتن کشش مویینگی در کد اجزاء منفصل $\rm{PFC^{2D}}$، آزمایشهای سهمحوری شبیهسازی شده است. نتایج نشان میدهد که نیروهای کششی بین ذرات ناشی از منیسکهای مایع در پارامترهای معیار گسیختگی موهر ـ کولمب تأثیر میگذارند، به نحوی که نیروی کششی ایجادشده بین ذرات بهصورت چسبندگی ظاهر میشود، اما در زاویهی اصطکاک داخلی تأثیری ندارد.
Soils consist of solid particles, pores, and pore fluids (air, water, other fluids), sometimes with interparticle bonding, to form a complex fabric. The behavior of natural soils is complex and difficult to model adequately by conventional non-linear elastic models or elasto-plastic ones. Micromechanics may prove helpful as an alternative method to overcome this complexity and physically describe its behavior. Micromechanics is used in this aim by two approaches.The first is an experimental approach, which tries to understand the granular behavior by the laboratory experiments on sands, glass spheres and rods to observe the fabric changes, contact distribution, and shear bands.The second approach uses Discrete Element Method (DEM) to numerically simulate the soil behavior. DEM considers a granular medium as an assemblage of particles interacting with each other in contact points. DEM is able to monitor the evolution of micro variables as force in contacts and their orientations. In DEM, the contact between the particles is detected and then contact force is calculated. These contact forces are used to calculate the displacements and rotations of each particle and their new coordinates. Literature review shows that DEM is a useful tool, particularly in soil mechanics.To predict the shear strength of the soils, the Coulomb theory revised by the effective stress theorem is used, which is suitable for dry or saturated conditions. However, unsaturated condition is the main state of soils in arid or semi-arid regions. From micromechanical point of view, the main difference between the dry or saturated condition and unsaturated condition is in the
interparticle force due to menisci formed by pore water and air. In this paper, after formulating the geometry of the menisci and attraction force, they are programmed in a DEM code, PFC2D. The effect of saturation ratio on capillary force and its effect on global behavior of the medium is investigated. The simulations show that attraction forces, due to capillarity, are reflected as the cohesion on macro scale, but the internal friction is not affected by capillary effect.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1424_25925ce9d122af503e059d346ec09cb1.pdf
روش اجزاء منفصل
نیروی مویینگی
درجهی اشباع
پل مایع (منیسک)
چسبندگی ظاهری
معیار موهر ـ کولمب
Discrete element method
capillary force
degree of saturation
liquid bridge
shear strength parameter
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
59
71
10.24200/j30.2018.1399
1399
Article
بررسی تحریک ورودی ثبتشده در فونداسیون نواری سطحی در اثر مجاورت با فونداسیون نواری مدفون
AN INVESTIGATION ON OF FOUNDATION INPUT MOTION IMPOSED ON A SURFACE STRIP FOUNDATION CONSIDERING PROXIMITY TO AN EMBEDDED STRIP FOUNDATION
حسین جهانخواه
h.jahankhah@iiees.ac.ir
1
علی اسماعیل پور
esmaeilpour.a89@gmail.com
2
پژوهشکده ی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله
پژوهشکده ی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله
اندرکنش سینماتیک خاک ـ سازه، بهعنوان عامل اثرگذار در تحریک ورودی سیستم، موضوع مطالعات متعددی در حوزهی اندرکنش خاک ـ سازه بوده است. با این حال در ادبیات فنی موجود، بررسی پدیدهی مذکور اغلب بدون احتساب اثرگذاری سازههای اطراف مطالعه شده است. در صورتی که اغلب سازههای موجود در محیط شهری، معمولاً تحت تأثیر حضور سازههای مجاور خود هستند. در پژوهش حاضر، تأثیر حضور فونداسیون نواری مدفون در تحریک ورودی به فونداسیون سطحی مجاور مطالعه شده است. در این راستا، از تحلیل دوبُعدی به روش اجزاء محدود در نرمافزار آباکوس و فرض محیط کشسان همگن استفاده شده است. تحلیلهای موجود در پژوهش حاضر در ۳ بخش: حوزهی زمان، حوزهی بسامد و محاسبات طیفی ارائه شده است. نتایج حاکی از آن است که مجاورت فونداسیونها میتواند منجر به تغییر قابلملاحظهیی در تعداد مؤلفههای تحریک ورودی به فونداسیون سطحی و نیز محتوای بسامدی آنها، به ویژه در بسامدهای بالا شود. همچنین نشان داده شده است که تغییر مذکور میتواند در جهت کاهش یا افزایش دامنهی تحریک ورودی باشد.
Soil-structure interaction is an emerging issue in seismic design of structures. According to the history of the field, this phenomenon is usually studied in two sequential parts, i.e., kinematic and inertial interactions. Kinematic interaction causes the difference of free field motion and foundation input motion in the absence of masses of super structure and its foundation. Filtering the system input motions is the most crucial characteristic of this part of the problem. In the literature on Kinematic interaction, however, most of researchers have focused on single foundation. In addition, few studies can be found on adjacent foundations with semi-cylinder cross- section under plane SH wave. While every building, located in urban area, is commonly surrounded by various structures. It causes the adjacency of foundations inevitable. Hence, it would be important to investigate the ways to include the effects of nearby foundations on input motions. The existence of neighbor foundations may physically be interpreted as constraints in mathematical equations. In this work, the proximity effect of two strip foundations on foundation input motion is investigated. The free field motion is considered as vertical propagating SV waves with just translational movement at the surface. Various embedment depths and different proximity distances between foundations are studied. The simulation is done by ABAQUS software and the analysis is performed in three stages. First, the changes in time history of a sample record through a class
of adjacency conditions were explored. Then, frequency domain aspects of proximity effect were investigated. In the third and final steps, spectral aspects of this phenomenon were examined for the same class of adjacency conditions. The results are presented in non-dimensional format. The main deduction is that for a surface foundation, adjacency to an embedded foundation
causes rocking and vertical input motions. Meanwhile, the translational movement is adjusted too. This adjustment would intensify or diminish the free field translational motion in different frequency ranges.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1399_317ea9d45a1fc91e04369283fea219da.pdf
اندرکنش سینماتیک
فونداسیونهای نواری
مجاورت
تحریک ورودی
Kinematic interaction
strip foundation
adjacency
input motion
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
73
81
10.24200/j30.2018.1398
1398
Article
بررسی تأثیر رطوبت و پیشبارگذاری در زمان نصب مصالح FRP در رفتار خمشی تیرهای تقویت شده
INVESTIGATION OF MOISTURE AND PRELOADING EFFECTS ON FLEXURAL BEHAVIOR OF REINFORCED BEAMS WITH FRP
سیدصالح موسوی نژاد
1
محمدرضا اصفهانی
esfahani@um.ac.ir
2
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
پژوهشهای پیشین نشان میدهند که در بیشتر مطالعات، اعمال بار و فقط رطوبت، پس از تقویت با مصالح FRP انجام شده است؛ در صورتی که یکی از موارد مصرف ورقهای FRP، تعمیر سازههای بارگذاری شده است. از طرفی در این قبیل موارد، احتمال وجود رطوبت سطحی هنگام تقویت وجود دارد. لذا، هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی رفتار خمشی تیرهای تقویتشده با استفاده از ورق FRP نزدیک به شرایط واقعی است. به این منظور ۲۰ عدد نمونهی بتنی با ابعاد $150\times{200}\times{1150}$ میلیمتر در دو گروه ۱۰ عددی با ۲ نوع آرایش متفاوت میلگرد کششی پیش از تقویت، تحت بارگذاری و شرایط رطوبتی قرار گرفتند و پس از انجام عملیات تقویتی در طی آزمایشهای خمشی گسیخته شدند. براساس نتایج بهدست آمده، مقاومت نهایی در تیرهای بدون ترک اولیه و بدون رطوبت سطحی، ۲۰\٪ افزایش یافته و مقاومت خمشی در تیر با ترک اولیه، ۱۳\٪ و در تیر با رطوبت سطحی، ۹\٪ افزایش داشته است. در تیرهای با ترک اولیه و رطوبت سطحی به طور همزمان نیز ۱۳\٪ افزایش مقاومت نهایی بهدست آمد. همچنین نتایج حاکی از آن است که استفاده از آرماتور کششی با قطر زیاد و تعداد کم در مقایسه با آرماتور با قطر کم و تعداد زیاد، باعث کاهش بهرهوری تقویت و ایجاد شکست ترد میشود.
Recent studies have indicated that moisture environments can weaken the bond between fiber-reinforced polymer (FRP) jackets, epoxy adhesive, and concrete. Nearly in all of past researches, the specimens have been examined under loading and moisture conditions only after strengthening the structural elements, while one of the important applications of FRP jackets is in restoration and reconstruction of the structures subjected to loading and moisture condition. Additionally, there is a high probability that the structural elements are exposed to surface moisture before strengthening in these conditions. The aim of this study is to investigate the flexural behavior of beams reinforced by FRP jackets similar to the real conditions under which the structure is subjected to two essential factors, including moisture and preloading. For this purpose, 20 specimens of concrete beams with dimensions of $150\times200\times1150$ mm were constructed that falls into two groups with two different arrangements
of tensile reinforcement. Other variables were the amount of surface moisture and the level of preloading of specimens. Before strengthening, the specimens were subjected to preloading and moisture conditions, and then ruptured under flexural tests. The results obtained from the tests were the load-midspan displacement curves of the specimen. The results indicated that the flexural strength of the beam with CFRP jackets without cracks and surface moisture increased up to the 20\% of its ultimate strength, while, in the beams with premier cracks and surface moisture, only 13\% and 9\% increases in flexural strength were reported, respectively. Furthermore, in beams with premier cracks and surface moisture, an increase of 13\% in ultimate strength was simultaneously seen. The results also suggest that using reinforcing bars with a higher diameter and lower number in comparison to using a lower diameter and higher number of bars could decrease the efficiency of FRP jackets and cause brittle failure in the entire mentioned conditions.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1398_de720bd4b56a32454d4dc1918bf3d369.pdf
پیشبارگذاری
رطوبت سطحی
سازههای بتنی
مقاومت پیوستگی
مواد پلیمری الیافی
FRP
Preloading
surface moisture
concrete structures
fiber-reinforce polymer
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
83
92
10.24200/j30.2018.1401
1401
Article
پیش بینی مقاومت فشاری بتن حاوی خاکستر بادی، میکروسیلیس و سرباره ی مس با استفاده از روش های آماری ، شبکه ی عصبی مصنوعی و منطق فازی
PREDICTION OF COMPRESSIVE STRENGTH CONCRETE BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS, FUZZY LOGIC AND MULTIPLE REGRESSION
مجتبی فتحی
fathim@razi.ac.ir
1
صغری رستمی
soghrarostami244@yahoo.com
2
محمدسعید خرمی
3
دانشکده فنی و مهندسی، دانشکده ی عمران - دانشگاه رازی
دانشکده فنی و مهندسی، دانشکده ی عمران - دانشگاه رازی
دانشکده فنی و مهندسی، دانشکده ی عمران - دانشگاه رازی
در پژوهش حاضر، به پیشبینی مقاومت فشاری بتن حاوی پوزولان به کمک شبکهی عصبی مصنوعی و تحلیل رگرسیون پرداخته شده است. اطلاعات به کاررفته شامل ۸۰ نمونه است که مقاومت فشاری ۷ و ۲۸ روزهی آنها تعیین شده است. در بخش شبکهی عصبی مصنوعی از یک شبکهی پرسپترون چند لایه با الگوریتمهای متفاوت آموزشی پس انتشار خطا و تعریف یک یا چند لایهی مخفی و تعداد ۷ نورون در لایهی ورودی و ۱ نورون در لایهی خروجی استفاده شده است. دو معیار ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا به عنوان پایه برای انتخاب شبکهی بهینه در نظر گرفته شدند و نهایتاً یک مدل برای پیشبینی مقاومت فشاری ۷ و ۲۸ روزهی بتن ارائه شد. منطق فازی، روشی دیگر برای پیشبینی مقاومت فشاری بتن است. در مطالعهی حاضر با دقت بسیار مناسبی اقدام به پیشبینی مقاومت فشاری بتن به کمک تحلیل فازی شده است. در تحلیل رگرسیون پس از تعیین توابع توزیعات احتمال داده به منظور نرمالسازی اطلاعات به کمک نرمفزار MATLAB، معادلهی بهینه برای تعیین مقاومت فشاری بتن ارائه شده است. نتایج نشان داد که شبکهی عصبی با الگوریتم لونبرگ مارکوارت، بهترین دقت و تحلیل رگرسیون و کمترین دقت را برای تعیین مقاومت فشاری بتن دارند.
In the present paper, artificial neural networks (ANN) and regression analysis for predicting compressive strength of cubes ofconcrete containing silica fume (SF), fly ash, and Copper slag are developed at the age of 7 and 28 days. For building these models, training and testing using the available experimental results for 66 specimens produced with 6 different mixture proportions are used. The data used in the multi-layer feed forward neural networks models and linear regression model are designed in the format of seven input parameters covering the age of specimen, cement, fine aggregate, coarse aggregate, fly ash, silica fume, and copper slag. According to these input parameters, in the multi-layer feed forward neural networks, models are used to predict the compressive strength and durability values of concrete. It was shown that neural networks have high potential for predicting the compressive strength and durability values of the concretes containing silica fume (SF), fly ash and copper slag. Results show that the values obtained from the training and testing in ANN-I (LM Algorithm) model are very closer to the experimental results. The results show that ANN has strong potential as a feasible tool for estimating the ingredients of concrete to meet the design requirements. Also, multiple regression (MR) is a statistical technique that allows us to predict someone's score on one variable on the basis of their scores on several other variables. MR is employed to learn more about the relationship between several independent or predictor variables and a dependent or criterion variable. Therefore, MR analysis was carried out using a MATLAB 2013 package to correlate determined fc value to the seven concrete parameters. The data used while developing the ANN model (i.e., 66 data sets) were used in the development of the MR model. However, the obtained indices make it clear that the ANN model is more capable with a higher prediction performance compared to the MR model.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1401_aae918c78bacc7a026ee9d740b0a4eae.pdf
مقاومت فشاری بتن
شبکهی عصبی مصنوعی
تحلیل رگرسیون
ضریب همبستگی
میانگین مربعات خطا
Artificial neural networks
fuzzy logic
multiple regression
compressive strength
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
93
104
10.24200/j30.2018.1421
1421
Research Note
چارچوب کاهش اتلاف سیمان در ساختمانهای مسکونی با اسکلت بتنی در شهر تهران
CEMENT WASTE REDUCTION FRAMEWORK IN TEHRAN'S CONCRETE STRUCTURE RESIDENTIAL BUILDINGS
امیررضا ماهپور
mahpour_amirreza@mehr.sharif.ir
1
محمدمهدی مرتهب
mortaheb@sharif.edu
2
محمدحسن سبط
sebt@aut.ac.ir
3
دانشکدهی مهندسی عمران، دانشگاه تورنتو
دانشکدهی مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی شریف
دانشکده ی مهندسی عمران و محیط زیست - دانشگاه صنعتی امیرکبیر
به کمک پرسشنامه، میزان اتلاف ۴ مصالح پُرکاربرد، شامل: میلگرد، بتن، سیمان و آجر در ۳۲ ساختمان مسکونی با اسکلت بتنی در شهر تهران جمعآوری و مشاهده شد که در ساختمانهای مذکور، سیمان با حدود اتلاف ۸٫۶\٪ وزنی بیش از سایر مصالح تلف میشود. با استفاده از نتایج پرسشنامهی ذکرشده و برازش خطی چندگانه، مدل اولیهی اتلاف سیمان ساخته شد. سپس با نظرسنجی از متخصصان ساخت به کمک پرسشنامهی دوم، راهکار مشوق مالی برای کاهش اتلاف سیمان مناسب تشخیص داده شد. ساختار یک مشوق ـ که از نظر اقتصادی و زیستمحیطی توجیهپذیر است ـ جهت تشویق پیمانکاران به کاهش اتلاف سیمان تدوین شد. در ادامه، مدل دوم اتلاف سیمان با لحاظ کردن پارامتر مشوق مالی بازسازی شد. علاوه بر مشوق ذکرشده، با تحلیل نتایج خروجی مدلهای ایجادشده و دریافت نظرات متخصصان ساخت، توسعهی فرهنگ بهکارگیری قرارداد «سرجمع» بهجای قرارداد «اضافه بر هزینه» و طراحی ساختمانهای کم مساحتتر با طبقات بیشتر بهجای ساختمانهای با مساحت بیشتر و کم طبقه، نسبت به سایر راهکارهای کنترل اتلاف، ارجح تشخیص داده شدند. این چارچوب میتواند در راستای اجرایی شدن «توسعهی پایدار» پروژههای ساختمانسازی به شهرداری تهران پیشنهاد شود.
In sustainable management of solid waste, decreasing construction waste generation is an important step. In developing countries, modern construction techniques are not adopted as in developed countries and contractors follow wasteful manners when utilizing building materials. The result is building material waste which unfavorably affects environment. At the same time, it is considered an earnest concern and a solemn environmental problem all over the world requiring a reliable database to be managed, whereas investigations done by the authors imply that no official organization maintains any related authenticated data, making thriving construction waste management policies too difficult to be defined and implemented in Tehran, Iran. In this article, variables affecting materials waste were derived from accessible reviewed literature, then using the first questionnaire survey quantities of variables were collected for thirty two representative residential buildings in Tehran. Primary analysis showed that cement is wasted more than other studied materials (about 8.6\% by weight). Due to huge amounts of energy and raw materials used in production of cement and pertained destructive effects on environment such as air pollutants emission, cement waste reduction leads to emission abatement and cost saving. This is why cement waste was targeted to be diminished in this paper.After quantifying cement waste versus dependent variables of this study, it was resulted that ``lump sum'' contract is preferable to ``cost plus'' contract in terms of cement waste. Furthermore, designing smaller buildings with more stories is suggested instead of bigger buildings with fewer stories. Since no construction waste reduction policy is implemented in Iran so far, authors conducted a subsequent questionnaire survey to evaluate different waste reduction policies. As a result, defining a financial-based incentive plan ranked the first in order of preference based on opinions of construction experts. Therefore, a financial-based incentive plan was structured. This plan was proven to be both viable economically and justifiable environmentally. These suggestions could be proposed to Tehran municipality to be implementable in sustainable residential building projects.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1421_55b17efc99e1a7cd4f55fe788c0e2ef2.pdf
سیمان
کنترل اتلاف سیمان
مشوق مالی
برازش خطی چندگانه
ساختمانهای مسکونی بتنی «پایدار» تهران
Cement
cement waste management
financial-based incentive
multiple linear regression
Tehran sustainable residential buildings
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
105
116
10.24200/j30.2018.1423
1423
Research Note
ارائه مدل شبکه ی عصبی کوهونن جهت مشخص کردن سهم هر یک از عوامل درگیر در تأخیرات (مطالعه موردی: آزاد راه تهران - شمال)
PRESENTING KOHONEN NEURAL NETWORK MODEL FOR DETERMINING THE CONTRIBUTION OF EACH FACTOR INVOLVED IN THE DELAYS (CASE STUDY: ....)
احسان اله اشتهاردیان
eshtehardian@modares.ac.ir
1
پروانه شاهسوند
parvaneh_shahsavand@yahoo.com
2
ملیحه معززی فرهادی فر
farhadimalihe@yahoo.com
3
دانشکده ی هنر و معماری - دانشگاه تربیت مدرس
دانشکده ی معماری - دانشگاه تهران
دانشکده ِی مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت
با بررسی صحیح تأخیرات در پروژهها، میتوان آنها را بهعنوان درسآموخته تبدیل کرد. لذا در پژوهش حاضر، روشی ارائه شده است که بتواند الگویی را مبتنی بر شبکهی عصبی برای مشخص کردن علل و تسهیم تأخیر در پروژهها ارائه کند. برای این منظور، عوامل ایجادکنندهی تأخیرات در آزادراه تهران ـ شمال در جدولی به تفکیک گروههای درگیر در پروژه ارائه و منشأ اصلی تأخیرات از جانب ۴ عامل درگیر شامل: کارفرما، پیمانکار، مشاور و عوامل خارجی شناسایی و دستهبندی شدهاند. سپس با توجه به نظر خبرگان و مصاحبههایی که با عوامل کاری در پروژه انجام گرفته است، تمام عوامل تأخیرات از سالهای ۷۵ تا ۹۴ در دو مورد احتمال وقوع و میزان شدت تأثیر تأخیر، از ۰ تا ۱۰ امتیازدهی شد. سپس برای اولینبار با بهرهگیری از شبکهی عصبی خودسازمانده کوهونن (SOFM) در برنامهی نرمافزاری MATLAB، تأخیرات ارزیابی شدند. بررسی تأخیرات در بخش یافتههای پژوهش به دو روش ارائه شد که از هم متمایز نبودند و همپوشانندهی یکدیگرند.
With proper investigation of project delays, they can be made as lesson learning. So, in this research, a method has been presented to offer network- based pattern for identifying the reasons of delays. For this purpose, reasons of delay in Tehran-Shomal highway are indicated in a table for each group involved in the mentioned project and the main source of delays of the four factors involved in the project: employer, contractor (delay of materials and equipment and human resource, supplier delays, delay in transportation and warehouse that is the prerogative of contractor), consultant, and external factors were identified and categorized. Then, according to the experts' opinions and interviews conducted with agents working in projects, all items of
delays have been scored from 0 to 10 since 1994 to 2015 in two cases:, the possibility of delays in the project of Tehran-Shomal and the intensity rate and the impact of delays. In the last section, for the first time, delays in Kohonen self-organizing neural network have been evaluated using MATLAB in the program of SOFM. Delays in research findings that are not distinguished in two ways are not distinct, and overlapp each other.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1423_d317fd3ad27bad8d589e769b85f70333.pdf
تأخیرات
آزادراه تهران ـ شمال
شبکهی عصبی خودسازمانده کوهونن (SOFM)
درسآموخته
Tehran-Shomal highway delays
Kohonen self-organizing neural network
lesson learning
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
117
124
10.24200/j30.2018.1420
1420
Research Note
بررسی رفتار لرزه یی مهاربندهای کمانش تاب با غلاف فولادی بدون مواد پُرکننده
SEISMIC BEHAVIOR OF BUCKLING RESTRAINED BRACES WITH STEEL TUBE WITHOUT MORTAR FILLER
مصطفی رضوانی شریف
barghi@kntu.ac.ir
1
سارا غفاری
s.ghafari49@gmail.com
2
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
دانشکده ی مهندسی عمران - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خمین
یکی از سیستمهای پایدارکنندهی سازهها در برابر بارهای جانبی، مهاربندهای کمانش تاب است؛ که در آنها با تسلیم عضو مورب تحت اثر کشش یا فشار، ظرفیت اتلاف انرژی قابل ملاحظهیی فراهم میشود. در پژوهش حاضر، ۱۱ مهاربند کمانش تاب و یک مهاربند معمولی در نرمافزار آباکوس مدلسازی شده است. رفتار مدلهای مهاربند کمانش تاب تحت تأثیر وجود غلاف فولادی، عدم استفاده از ملات پُرکننده، شکل مقطع هستهی اعضاء مورب و ضخامت غلاف فولادی تحت اثر بارگذاری دورهیی یکسان بررسی شد و نتایج تحلیل نشان داد که ظرفیت اتلاف انرژی در مهاربند کمانش تاب حدود ۵ برابر ظرفیت اتلاف انرژی مهاربند معمولی است. قابلیت اتلاف انرژی و ظرفیت نهایی مقطع عضو مورب در حالت بدون مواد پُرکننده در مقایسه با ظرفیت مقطع در صورت استفاده از مواد پُرکننده کاهش مییابد و هستهی اعضاء مورب مهاربند با سطح مقطع دایره نسبت به دو سطح مقطع ضربدری و ناودانی مقاومت بیشتری دارد.
One of the methods for stability of structures under seismic loads is the use of steel braces. One of the bracing systems with appropriate performance is Buckling Restrained Braces (BRBs.). This kind of braces does not have weakness such as the conventional concentrated braces under cyclic loading and provides significant capacity of energy dissipation with members restrained from buckling and has symmetrical and stable hysteresis curves. This system serves as replaceable structural fuses, minimizing the amount of damage to the other members. These studies have been conducted to the restrained buckling braces systems. Most of the cases have been surrounded by the concrete or mortar and the metal sheath. Since the construction of the
bracing surrounded with filler material has difficulties, it was necessary to study another type of braces on wich few studies have been conducted. In this research, 11 models of BRB have been studied. selected for the investigation of Buckling Restrained bracing members, including flat plates, cross, double, and circular studs which are without filler, have been surrounded by metal sheath in ABAQUS software. Modeling parameters and lack of enforcement of mortar filler, shape of the core,thickness of sheath are specified by examining the ratio of buckling load of sheath $(P_e)$ to yield load of core $(P_y)$ under cyclic loading. The results have shown that the capacity of energy dissipation of BRB is about 12 times more than the capacity of conventional concentrated braces. The increase of tolerance has been brought about by increasing the ability of the energy dissipation. In addition energy dissipation capability and the maximum capacity of section in the state without filler materials decrease, and the core of circular section is more resistant than the cross and studs sections. Energy dissipation capacity with circular cross-section is
compared with the channel and cross section. By increasing the tolerance limit, load model has decreased; however, energy dissipation capability has increased.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1420_b2112c98d152ef5f8d2d981d215766e9.pdf
مهاربند کمانش تاب
غلاف فولادی
اتلاف انرژی
نرمافزار آباکوس
بارگذاری دورهیی
Buckling braces swing
behavioral curve
capability of energy dissipation
ABAQUS finite element software
Non-Linear cyclic loading
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
125
133
10.24200/j30.2018.1419
1419
Research Note
پاسخ لرزه یی ریزشمعهای زاویه دار در خاکهای لایهدار
DYNAMIC RESPONSE OF INCLINED MICRO-PILES IN LAYERED SOILS
واحد قیاسی
v.geotec@gmail.com
1
فرانک محمدی دهشال
faranakmohamadi.ce@gmail.com
2
دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه ملایر
دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه ملایر
همواره پیچیدگی نیروهای وارده به پیهای عمیق از قبیل شمعها و ریزشمعها باعث اهمیت تحلیل دینامیکی آنها میشود. ریزشمع بهعنوان المان مقاوم مجاور خاک، حساسیت بالایی دارد، تا هرگونه نقص فنی در طراحی و اجرای آن کاسته شود. بررسی دینامیکی ریزشمع به علت کاربرد وسیع در انواع مختلف شرایط زمین، حائز اهمیت است. در نوشتار حاضر، به مدلسازی ریزشمعها بهصورت گروههای دوتایی با اعمال زاویههای مختلف $90^{0}$، $30^{0}$، $25^{0}$، $20^{0}$ و $15^{0}$ با استفاده از نرمافزار ABAQUS پرداخته شده است. محیط خاک در ۲ حالت تکلایه و با لایهبندی مدل شده است. تحلیل دینامیکی با اعمال بار قائم روسازه به کلاهک ریزشمعها و اعمال شتاب به کف مدل بهصورت رکورد زلزلهی ال ـ سنترو و نیز شتاب هارمونیک سینوسی انجام شده است. مطالعات حاصل نشان میدهد که زاویههای ریزشمعها از حالت قائم تا زاویهی $25^{0}$ باعث کاهش میزان تنش وارده در خاک میشود. از طرفی، مقدار بیشینهی لنگر خمشی و نیروی محوری در نزدیکی کلاهک ریزشمع اتفاق میافتد.
Complexity forces in deep foundations, such as piles and micro-piles to dynamic analysis, are most important parts of analyzing. Low effect seismic destruction is considered to run this type of foundations. In the present article, Micro-piles modeling have been investigated for double groups by applying different angles, including $15^0$, $20^0$, $25^0$, $30^0$, $90^0$ using ABAQUS software. Soil environment has been modeled in both Single-layer and that which is layered with consider making two types of elastic and plastic behaviors with Drucker-Prager model. In both cases, is investigated the effects of soil with soil and micro-pile interaction have been investigated, on micro-piles behavior. Dynamic analysis was carried out with the vertical load to cap the micro-piles and by entering acceleration onto the model floor with assuming linear attenuation by El-Centro earthquake record and sinusoidal harmonic acceleration. At the end, evaluation of these changes in stress distribution in the soil, the relative displacement, change of bending moments, and axial forces for homogeneous and non-homogeneous soils has been carried out. Dynamic analyses have shown that angel of micro-piles from vertical to25\u{02da} is the cause of the reduction of the stress level in the soil. The maximum bending moments and axial forces occur near the cap of the micro-pile and continue the depth of micro-piles; this change is minimal. This subject states proposes micro-pile importance in reducing displacement, especially in cases of the soil with layers. Due to damping within the upper layers of soil and micro-pile's cap, soil stress distribution has increased; moreover, due to the effect of gravity in more depth of micro- pile, tensions have been reduced in the surrounding soil.In homogeneous soil, 20- degree angle is suitable for micro-pile angle and the angle of the non-homogeneous soil is 15 degrees for a better distribution of stress. Comparing the relative displacement values and uplift values of homogeneous and heterogeneous soils surrounding the micro-pile 20- degree angle to the right angle is placed in the soil.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1419_a6fa35b0c47abdd6646ae2307c7c5b6a.pdf
بررسی دینامیکی
ریزشمع
خاک تکلایه
خاک با لایهبندی
اندرکنش دینامیکی لایههای خاک
Dynamic analysis
micro-pile
single-layer and layered soil
layers of soil dynamic interaction
per
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
2676-4776
2018-11-22
34.2
3.2
135
145
10.24200/j30.2018.1422
1422
Research Note
بررسی رفتار غیرخطی سیستم تطبیقی و غیرفعال سختی منفی و اثر آن در رفتار لرزهیی سازهها
SEISMIC BEHAVIOR OF STRUCTURES BY ENGAGING ADAPTIVE PASSIVE NEGATIVE STIFFNESS DEVICE SEISMIC NONLINEAR BEHAVIOR EFFECT
امید شفقت
omidshafeghat@ymail.com
1
تورج تقی خانی
ttaghikhany@gmail.com
2
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیر کبیر
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیر کبیر
عملکرد تطبیقی ابزار سختی منفی در سیستمهای قابی موجب میشود تا سازه بدون تضعیف یا قطع اجزاء باربر اصلی، رفتاری مشابه سیستمهای تسلیمشده داشته باشد. مطالعات انجامشده تا کنون بر روی اثر سیستم سختی منفی تطبیقی با فرض رفتار ارتجاعی سازه قابی بوده است. لیکن ضروری است تا جهت بررسی امکان به کارگیری ابزار سختی منفی برای کنترل پاسخ لرزهیی سازهها، اثر آن در رفتار حد فروریزش قابهای خمشی بررسی شود. در نوشتار حاضر، به بررسی اثر ابزار سختی منفی در رفتار غیرخطی دو قاب خمشی فولادی ۵ و ۸ طبقه پرداخته شده است. برای این منظور از آنالیز دینامیکی افزایشی برای شناسایی رفتار غیرخطی و سطوح فروریزش سازهها در ترکیب با ابزار سختی منفی استفاده شده است. نتایج نشان از کاهش همزمان برش پایه و جابهجایی بین طبقهیی سیستمهایی با پیکربندی سازه با ابزار سختی منفی و میراگر دارد. نتایج بهدست آمده از منحنیهای شکست سازهها با توزیع ابزار سختی منفی در ترازهای مختلف نشان از کاهش ریسک فروریزش در تمامی سطوح خطر لرزهیی و همچنین کاهش بیشینهی تغییرشکل نسبی طبقات دارد.
Despite the progress in advancing the field of structural control, there is still a vital need to develop new devices to overcome the limitations of the existing approaches to avoiding damages and carrying out attempts to both structural systems and bridge models. Negative Stiffness Device (NSD) is an adaptive system that is purely mechanical and induces negative stiffness behavior in structural systems and bridge models with a pre-compressed spring that pushes the structure away from its equilibrium position. This device produces negative stiffness in a completely in passive manner via a mechanical mechanism without any external power resources for measuring feedback of response of structures with signals of excitation. By engaging the negative stiffness device, composite structure behaves like a yielding structure. The basic advantage of NSD is to distribution manner of the device in several
levels of structures or applying it only in ground level of the structures. This novel device resulted in the applicable weakening and softening concept without any weakening and disconnecting frames, and joints and walls in structures so as to decrease lateral strength and increase displacements, and thus a decrease in base shear and acceleration. Studies in negative stiffness device have been limited to specific experimental structure models with linear and limited nonlinear behavior, which considered as brittle structures. Therefore, this paper focuses on contemplating nonlinear behavior with flexible members with limitation states on damage states that are not considered in former studies. In order to investigate the efficiency of negative stiffness
device on seismic performance of two moment- resisting frames, 5- and 8- story structures with nonlinear behavior on frame elements with the distribution of NSD within the several floors have been considered as the case study configuration in this study. Therefore, incremental dynamic analysis is conducted to identify the effect of NSD system on nonlinear behavior and collapse levels of structural models according to FEMA p\_695 approach. The results presented in this paper demonstrate that by placing an NSD within several floors, the structure above that story undergoes less deformation and, consequently, will be reduced to be suffering from the effects of ground motion.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1422_6b8986231964b715b401f40d4c463d20.pdf
بزار سختی منفی
میراگر غیرفعال
رفتار کشسان
آنالیز دینامیکی افزایشی
منحنی فروریزش
رفتارغیرخطی
Negative stiffness device (NSD)
incremental dynamic analysis (IDA)
fragility curve
nonlinear behavior