close
دانلود فیلم
پایان نامه ارشد عمران
 
توسعه مدلی مبتنی بر فناوری سنجش از دور (اپتیکی) به منظور برآورد خسارت ساختمانها در برابر زلزله

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی عمران

گرایش :مهندسی زلزله

عنوان : توسعه مدلی مبتنی بر فناوری سنجش از دور (اپتیکی) به منظور برآورد خسارت ساختمانها در برابر زلزله

تعداد صفحات :111

چکیده

رخداد زلزله به دلیلی ماهیت غیرقابل پیش بینی بودن آن می تواند باعث خسارات مالی و تلفات جانی فراوانی بویژه در مناطق شهری شود. به منظور اثربخشی فرآیند مدیریت بحران پس از رخداد زلزله، نیاز مبرمی به  نقشه  تخریب است که در آن میزان تخریب ساختمان ها  نشان داده شده باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، ارایه روشی کارآمد برای تولید نقشه تخریب می باشد. منابع مورد استفاده در این تحقیق، تصاویر ماهواره ای منطقه زلزله زده مربوط به قبل و بعد از زلزله و نیز داده های کمکی موجود می باشد. جهت شروع تحقیق ابتدا یک مرحله پیش پردازش که شامل هم مختصات سازی و تلفیق تصاویر است، انجام می شود. سپس با استفاده از داده های کمکی، سقف ساختمان ها در ناحیه مورد مطالعه از تصاویر استخراج می شود. به دلیل قابلیت بالای ویژگیهای بافتی در تعیین میزان تخریب ساختمان ها، ویژگی های بافتی مرتبه دوم هارالیک از تصاویر استخراج شدند. در ادامه با کمک الگوریتم ژنتیک، تعداد سه شاخص از میان شاخص های بافتی به عنوان شاخصهای بافتی بهینه استخراج گردیدند. تابع شایستگی مورد استفاده در الگوریتم ژنتیک، ضریب کاپای حاصل از طبقه بندی SVM می باشد. سپس با استفاده از الگوریتم طبقه بندی نظارت شده SVM و شاخصهای بافتی بهینه انتخاب شده، سقف ساختمان های موجود در سه کلاس سقف پابرجا، سقف نیمه فروریخته و سقف فروریخته طبقه بندی شدند و درصد پیکسل های هر کلاس برای هر سقف به عنوان ورودی های سیستم استنتاج فازی محاسبه شد. برای تصمیم گیری در مورد وضعیت ساختمان از لحاظ میزان تخریب، از سیستم استنتاج فازی با موتور استنتاجی ممدانی استفاده شد. مجموعه قواعد فازی با بهره گیری از تقابل درصد وجود پیکسل های هر کلاس در سقف ساختمان با نقشه تخریب مرجع موجود در داده های کمکی ایجاد شدند. اطلاعات بدست آمده در مرحله قبل برای تعداد 11294 ساختمان موجود در ناحیه مورد مطالعه وارد سیستم استنتاج فازی شدند و نقشه تخریب برای چهار حالت تولید شد. در ارزیابی دقت روش پیشنهادی در تحقیق حاضر با استفاده از  مقایسه نقشه تخریب حاصل با نقشه تخریب مرجع،میزان دقت برای چهار حالت به ترتیب 61 درصد، 73 درصد، 76 درصد و 89 درصد بدست آمد. در پایان نتیجه گیری انجام شد و همچنین پیشنهاداتی برای بهبود روش تعیین میزان تخریب ساختمان ها ارایه گردید.

 

ادامه مطلب...
 تشخیص رفتار لرزه ای مخازن روزمینی فولادی استوانه ای تحت پارامتر های سازه ای مخازن

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

عنوان : تشخیص رفتار لرزه ای مخازن روزمینی فولادی استوانه ای تحت پارامتر های سازه ای مخازن

تعداد صفحات :132
چکیده:

مخازن ذخیره سیال از اجزاء بسیار مهم در شرایانهای حیاتی به حساب می آیند. با توجه به آسیب های وارده از طرف زمین لرزه های گذشته بر مخازن بررسی لرزه ای این مخازن و طرح مخازن مقاومتر در برابر زمین لرزه ها ضروری می باشد. محققان زیادی از گذشته تا کنون بر روی جنبه های مختلف رفتار مخازن تحقیق نموده اند اما هنوز نیز جنبه های گسترده ای از رفتار مخازن خصوصا رفتار لرزه ای آن ها ناشناخته می باشد. در این تحقیق به بررسی تأثیر ضخامت ورق های دیواره مخزن و همچنین تأثیر نوع فولاد مورد استفاده در دیواره مخازن بر روی رفتار لرزه ای مخازن ذخیره سیال استوانه ای رو زمینی فولادی در دو حالت مهار شده و مهار نشده می پردازیم، همچنین مورد دیگری که در این تحقیق مورد بررسی قرار می گیرد تأثیر تراز سطح آب شامل حالات پر و نیمه پر و خالی بر رفتار لرزه ای مخازن می باشد. برای این منظور از دو نوع مخزن عریض و بلند با نسبت ارتفاع به قطر های0.343 و1.53 استفاده شده است که این مخازن تحت 3 شتاب نگاشت منتخب قرار گرفته اند. برای تحلیل مسئله از روش المان های محدود به کمک نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده و برای مدل سازی مجموعه سیال ,مخزن ,پی و خاک از روش مدل سازی مستقیم استفاده شده است، به این ترتیب تمامی اندرکنش های موجود یعنی اندرکنش های سیال- سازه- خاک لحاظ گردیده اند. همچنین برای مدل سازی خاک از مدل رفتاری دراگر-پراگر استفاده شده و در اطراف توده خاک و در فاصله ای مناسب به منظور جلوگیری از بازگشت امواج از مرزهای جاذب استفاده شده است.

 

کلمات کلیدی: مخازن ذخیره سیال, تحلیل لرزه ای, روش المانهای محدود, اندرکنش سیال-سازه- خاک

ادامه مطلب...
بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداسازه ای لرزه‌ای

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداسازه ای لرزه‌ای

تعداد صفحات :173

چکیده:

در سال‌های اخیر مبحث جداساز لرزه‌ای به طور خاص در طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته است هدف اصلی از این کار جداسازی سازه از زمین بجای استفاده از روش‌های مرسوم مقاوم سازی می‌باشد. تجهیزاتی که در ایزوله کردن پایه ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند دارای دو مشخصه مهم می‌باشند:

انعطاف پذیری افقی و قابلیت جذب انرژی.

انعطاف پذیری سیستم جداگر سبب افزایش زمان تناوب اصلی سازه و خارج شدن آن از محدوده انرژی مخرّب زلزله می‌شود، از سوی دیگر خاصیت جذب انرژی سبب افزایش میرائی و در پی آن سبب کاهش تغییر مکان زیاد ناشی از انعطاف پذیری جانبی سیستم جداگر می‌شود.

در مطالعه اخیر جهت بررسی رفتار سازه‌ها با جداگر و با پایه ثابت پس از بر شمردن انواع جداسازهای لرزه‌ای و طراحی جداساز و تمهیدات آئین نامه در مورد سازه‌های جداسازی شده به تحلیل غیرخطی این نوع سازه‌ها پرداخته شده و رفتار هر کدام از سازه‌ها از لحاظ شتاب- پریود- برش و … مورد بررسی قرار گرفته شده است و در ادامه سازه جداسازی شده بر اساس نسبت میرایی مورد بررسی قرار گرفت و نسبت میرایی 4% و 9%و 10% و 11% و 20% باهم مقایسه گردیده و مورد ارزیابی قرار گرفت ونتایج نشان میدهد با افزایش زمان تناوب شتاب کاهش می یابد و افزایش میرایی باعث کاهش بیشتر شتاب در سازه می شود با افزایش زمان تناوب تغییر مکان کلی سازه افزایش می یابد ولی افزایش میرایی تا حدود زیادی آنرا کنترل میکند در حالت کلی در مقایسه سازه جداسازی شده با سازه بدون جدا ساز نتایج تحلیل حاکی از آن است که شتاب طبقات و برش طبقات، در سازه جداسازی شده کمتر است و تغییر مکان جانبی در سازه جداسازی شده نسبتاً زیاد است و برای حل این مشکل باید از مستهلک کننده انرژی یا میراگر استفاده شود در سیستم جداساز با افزایش میرایی قابلیت جذب انرژی در سازه افزایش می یابد و کاهش شتاب منجر به کاهش نیروی وارده به سازه می‌گردد.

ادامه مطلب...
نحوه شکل­ گیری الگوی جریان و فرسایش در قوس رودخانه ­ها

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : عمران

گرایش :سازه

عنوان : نحوه شکل­ گیری الگوی جریان و فرسایش در قوس رودخانه ­ها

تعداد صفحات:110

فصل اول

 مقدمه

1-1-­ کلیات

تاریخ آبرسانی از روزگاری آغاز می‌گردد که بشر زندگی گروهی را برگزید. لذا برای تأمین نیاز خود از آب، اولین شهرها را در کنار رودخانه‌هایی مانند نیل، دجله، فرات، سند ساخت. با رشد جمعیت و سکنی گزیدن در مکانهایی دور از رودخانه و همچنین نیاز به آب برای مقاصد کشاورزی، شرب و استفاده در صنعت و …، انسان به فکر جابجا کردن و انتقال آب افتاد. در کنار مسأله انتقال آب، همواره مشکل رسوبات وارده به کانال­ها و سیستم­های انتقال نیز وجود داشته است، زیرا سرعت جریان در محدوده­ی این سازه‌ها در مقایسه با رودخانه­ی اصلی کاهش می‌یابد و به منطقه­ی بسیار مناسبی برای ته‌نشینی رسوبات تبدیل می‌شود. با گذشت زمان کم‌کم دهانه آبگیر از رسوبات پر شده و باعث بروز مشکلات بهره‌برداری از این تأسیسات خواهد شد.

 در این راستا اولین ایده‌ای که به ذهن می‌رسد استفاده از سیستم لایروبی و تخلیه رسوبات از سیستم خواهد بود که هزینه‌های بالایی را در بر خواهد داشت و بهمین دلیل بهتر است رسوبات ورودی به آبگیر حداقل شود تا مشکلات و تبعات حاصل از آن نیز کاهش یابد. از این رو بشر از زمانهای قدیم و همزمان با استفاده از آب رودخانه، به دنبال راههای تقلیل ورود رسوبات به سیستم و نیز افزایش راندمان آبگیری بوده است. استفاده از سازه‌های انحراف و دفع رسوب، طراحی شکل آبگیر و جانمایی آن در قوس خارجی خم، نمونه بارزی از اینگونه اقدامات بشمار می‌آیند. آبگیری از قوس خارجی رودخانه‌ها بدلیل کاهش ورود رسوبات به آبگیر همواره مورد توجه محققین قرار داشته است. عدم کنترل رسوب ورودی به آبگیرها در مسیرهای مستقیم و قوسی باعث انتقال رسوبات به داخل کانال­های آبیاری و تاسیسات شده و مشکلاتی را برای قسمت­های مختلف بوجود می­آورد. ذرات معلق در آب در صورتی که سرعت زیادی داشته باشند، خسارات زیای را به تاسیسات بکار رفته مثل پمپ و توربین وارد می­کنند. نمونه­ای از این مشکلات را   می­توان در دهانه آبگیر واقع در رودخانه Ohio در شکل 1-1 مشاهده کرد که با تجمع رسوبات در   دهانه­ی آبگیر عرض دهانه کاهش یافته و منجر به کاهش دبی آبگیری می­شود.

به طور کلی قوس خارجی رودخانه محل مناسبی برای آبگیری انتخاب می­شود.  علت این امر، نقش جریان حلزونی در کنترل رسوب ورودی به آبگیر می­باشد که در ادامه مکانیسم تشکیل جریان حلزونی توضیح داده می­شود. در مطالعه روی آبگیری از قوس رودخانه­ها سه پارامتر موقعیت آبگیری، زاویه آبگیر نسبت به جهت جریان و نسبت دبی آبگیری از جمله پارامترهای مهم در کاهش رسوب ورودی به آبگیر حائز اهمیت است. برای بهره­برداری کامل از مزیت خم، موقعیت آبگیر باید در مقطعی که جریان حلزونی به توسعه یافتگی کامل می­رسد قرار گیرد. انتخاب زاویه مناسب آبگیر باعث می­گردد که جریان با کمترین اغتشاش و بدون پدیده جدائی وارد آبگیر شود. همچنین هر چه سرعت ورودی و به عبارت دیگر نسبت انحراف بیشتر شود، اغتشاشات ناشی از جریان باعث اتلاف بیشتر انرژی جریان ورودی و نیز انتقال رسوبات کف به آبگیر خواهد شد.

1-2-­ نحوه شکل­گیری الگوی جریان و فرسایش در قوس رودخانه­ها

جریان در مجاری هیدرولیکی دارای طبیعت سه بعدی بوده و علاوه بر جهت غالب، که همان جهت اصلی[1]نامیده می­شود، در جهات دیگر نیز وجود دارد. این جریان­ها که در داخل مقطع عرضی رخ می­دهند به جریان­های ثانویه موسوم هستند. در منابع مختلف، محققین از این نوع جریان، علاوه بر جریان ثانویه، با نام­هایی چون حرکت ثانویه، چرخش ثانویه، جریان عرضی، چرخش عرضی، جریان مقطعی و … نام برده­اند.  

    سیرای در سال 1976 تعریفی نسبتا کاربردی برای جریان ثانویه ارائه داده است ]1[: اگر در یک جریان سه بعدی، اندازه یک بردار تشکیل شده از تعادل دو مولفه از بردار سرعت محلی، در مقایسه با مولفه سوم کوچک باشد، بردار سرعت اخیر (بردار سوم)، جریان اصلی در کانال را تشکیل می­دهد و دو مولفه قبلی جریان­های ثانویه را تشکیل می­دهند.

پرانتل جریان ثانویه را برحسب نوع نیروهای بوجود آورنده آن به دو دسته کلی تقسیم می­کند ]2[:

  • جریان ثانویه ناشی از آشفتگی

  • جریان ثانویه ناشی از فشار

وی جریان ثانویه ناشی از آشفتگی را به خاطر وجود اختلاف تنش­های آشفتگی در مجاری با مقاطع غیردایروی می­داند و قدرت آنها را در حدود 5 تا 10 درصد قدرت جریان طولی ذکر می­کند. ایشان عامل شکل­دهنده جریان ثانویه ناشی از فشار را نیز، نیروی گریز از مرکز معرفی می­کند که از طریق ایجاد شیب جانبی در سطح آب، باعث ایجاد اختلاف فشار بین دیواره داخلی و خارجی می­شود و قدرت این نوع جریان ثانویه را در حدود20 تا 30 درصد قدرت جریان طولی عنوان کرده­ است.

رزوفسکی ]3[ در سال 1957 توضیحی ریاضی برای نحوه شکل­گیری جریان ثانویه ناشی از فشار ارائه داده است. وی با درنظر گرفتن یک حجم کنترل در فاصله Z از بستر کانال که در امتداد مسیری به شعاع ثابت، حرکت می­کنند (شکل2-1)، نشان داد که با صرف نظرکردن از نیروی اصطکاک، با تعادل تمام نیروهای وارد بر حجم کنترل، رابطه زیر برای محاسبه شیب عرضی سطح آب به دست خواهد آمد:

 

شکل 1-2 طرحی از شیب عرضی سطح آب و جریان چرخشی شکل گرفته در بازه قوسی شکل کانال]3[

لذا این­گونه می­توان­ عنوان کرد که با ورود جریان به قوس، نیروی گریز از مرکز بر آن اثر می­کند که این نیرو در راستای شعاع قوس و نیز در جهت عمق بخاطر تغییرات سرعت، متغیر می­باشد. نیروی گریز از مرکز موجود در خم باعث ایجاد شیب عرضی در سطح آب می­شود که سطح آب را در قوس بیرونی بالا برده و در قوس داخلی باعث کاهش عمق می­شود. این پدیده باعث ایجاد گرادیان فشار جانبی در داخل مقطع خواهد شد. حال هرگاه گرادیان فشار مزبور بر نیروی گریز از مرکز غلبه کند، جریانی در جهت عرضی داخل مقطع شکل می­گیرد که همان جریان ثانویه می­باشد. در اثر این جریان، ذرات موجود در سطح آب بطرف دیواره بیرونی حرکت کرده و ذرات سیال در کف بطرف دیواره داخلی جابجا می­شوند. در شکل 1-3 الگوی جریان ثانویه نشان داده شده است علاوه براین در این شکل جریان ثانویه دیگری در نزدیک دیواره خارجی نیز وجود دارد. اگرچه این جریان ثانویه از قدرت چرخشی کمتری برخوردار می باشد اما عامل مهمی در فرسایش دیواره خارجی دارد.

 

در اثر اندرکنش جریان ثانویه با پروفیل غیریکنواخت سرعت طولی، الگوی جریان خاصی به نام جریان حلزونی تشکیل می­شود که باعث تغییرات زیادی در الگوی جریان قوس نسبت به جریان در کانال مستقیم می­شود، همچنین سبب می‌گردد که قوس خارجی فرسایش یافته و رسوبات به قوس داخلی منتقل شود و در نتیجه خط‌القعر رودخانه بطرف قوس خارجی متمایل شود. بنابراین منطقی به نظر می‌رسد که آبگیری از ساحل خارجی خم رودخانه صورت پذیرد تا هم رسوبات کمتری به داخل دهانه آبگیر منحرف شود و هم به علت افزایش عمق آب در این قسمت بتوان آب را در ترازهای بالاتری که رسوبات کمتری را با خود حمل می‌کنند، برداشت نمود. در شکل 1-4 این جریان نشان داده شده است.

­

ادامه مطلب...
بررسی گسیختگی پیش‌رونده ناشی از خرابی مهاربند در قاب‌های فولادی مهاربندی شده EBF

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : بررسی گسیختگی پیش‌رونده ناشی از خرابی مهاربند در قاب‌های فولادی مهاربندی شده EBF

تعداد صفحات : 109

 

1-1- تعریف مسأله

همواره در علم مهندسی سازه، سعی در پیش‌بینی مجموعه رخدادهایی بوده است که در طول عمر مفید سازه، بر کارایی و استقامت آن اثر قابل‌توجهی داشته باشند. این عوامل می‌بایست حین طراحی سازه، مدنظر مهندس طراح قرارگرفته و بتواند پایداری سازه را در مواجهه با آن تأمین نماید.

خرابی پیش‌رونده1 از آن دسته از عواملی است که دلیل وقوع آن، عدم پیش‌بینی رخداد آن در زمان طرح سازه بوده است و متأسفانه باعث صدمات و فجایع جدی می‌گردد.

«خرابی پیش‌رونده را به صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر که سرانجام به گسیختگی تمام سازه یا قسمت بزرگی از آن می انجامد تعریف می کنند]8[.»

بطور کلی ساختمان‌ها برای شرایط بارگذاری با احتساب انفجارهای گاز، انفجارهای بمب، برخوردهای وسایل نقلیه، تصادم‌های هواپیما، طوفان، گردباد و از این قبیل بارها طراحی نمی‌شوند. از این رو زمانی که ساختمان‌ها در معرض چنین بارهای غیرمعمولی قرار می‌گیرند، ممکن است متحمل آسیب‌های بزرگ و جبران‌ناپذیری شوند.

می‌توان گفت که تاریخچه مساله فروپاشی پیش‌رونده به عنوان یک معضل مهندسی ریشه در ویرانی مشهور ساختمان آپارتمانی رونان پوینت 2 (شکل 1-1) در سال 1968 دارد. این یک نمونه از خرابی پیش‌رونده است که با از دست دادن عضو باربر منجر به خرابی کلی سازه گردید. تکرار این نوع فروپاشی‌های پیش‌رونده باعث گردید تا مهندسین طراح به این‌گونه فروپاشی‌ها، به عنوان یکی از دغدغه‌های طراحی بنگرند و سعی در لحاظ کردن آن در روند طراحی سازه داشته باشند.

در این راستا، تحقیقات وسیعی در جهان توسط محققین سازه انجام‌شده و نتایج آن به صورت دستورالعمل و آیین‌نامه در کشورهای صنعتی ارائه شده است.     

پدیده خرابی پیش‌رونده را می‌توان با روش‌های تحلیلی متنوعی که از آنالیزهای بسیار ساده تا آنالیزهای بسیار پیچیده را شامل می‌شوند، مورد بررسی قرارداد که عموماً این تحلیل‌ها با به‌کارگیری نرم‌افزارهای اجزاء محدود رایجی مانند SAP2000 که قابلیت کاملی برای در نظر گرفتن خواص دینامیکی و غیرخطی دارد قابل انجام است.

واضح است که پدیده خرابی پیش‌رونده، به دلیل وقوع آن در یک بازه زمانی بسیار کوتاه و تحمیل شدن تغییر شکل‌های غیرخطی به المان‌ها پیش از گسیختگی، یک پدیده دینامیکی و غیرخطی می‌باشد.

 

ادامه مطلب...
 تعیین شرابط آبشستگی موضعی اطراف سری آبشکن های L شکل

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :مهندسی آب 

عنوان :  تعیین شرابط آبشستگی موضعی اطراف سری آبشکن های L شکل

تعداد صفحات :141

 

  چکیده

جهت انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه و حفاظت دیواره خارجی رودخانه ها از سازه هایی مختلف، بایستی استفاده نمود و از آن جمله می توان گفت که آبشکن­های بسته یا نفوذناپذیر از جمله سازه­های حفاظتی هستند که برای این منظور و حفاظت از حواشی آسیب­پذیر رودخانه یا ایجاد شرایط مساعد پاکسازی مسیر از انباشته­های رسوبی در رودخانه­های با بار بستر زیاد استفاده نمود. در این نوع سازه­ها سرعت جریان آب در میدان آبشکن تقلیل یافته و با ترسیب مواد رسوبی شرایط لازم پایداری در امتداد کناره­ها فراهم می­گردد. در عین حال سازه­های آبشکن، هر چند با هدف رسوبگذاری و جلوگیری از فرسایش کناره­ها و تثبیت موقعیت رودخانه احداث می­گردند اما خود تحت تأثیر فرسایش ناشی از تمرکز جریان بخصوص در قسمت دماغه می­باشند. در قسمت دماغه، افزایش تنش­های حاصله از افزایش سرعت و وقوع جریان چرخشی منجر به تشکیل چاله آبشستگی گردیده و سلامت و استحکام سازه را به مخاطره می­اندازد. در این تحقیق با مطالعه آزمایشگاهی بر روی سری آبشکن های L شکل در شرایط آب زلال، آزمایشاتی با سه نوع دانه بندی مختلف، با تغییر در میزان دبی ورودی در سه حالت مختلف و با سه فاصله متغییر بین آبشکن ها انجام گرفته است و نتایج تحقیق نشان می دهد که در یک فاصله ثابت بین آبشکن ها هر چقدر دبی افزایش یابد میزان عمق آبشستگی افزایش می یابد. همچنین تغییر فاصله بین آبشکن­ها اثر قابل توجه­ای بر میزان عمق آبشستگی ایجاد شده در طول آبشکن اولی ایجاد نمی­کند، بلکه بر روی فرسایش و رسوبگذاری بین آبشکن ها تاثیر می گذارد. در یک دبی ثابت با افزایش فاصله بین آبشکن­ها، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند کاهشی دارد و بیشترین میزان عمق آبشستگی در طول آبشکن اول اتفاق می­افتد. همچنین در یک دانه بندی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند افزایشی دارد.

فصل اول: کلیات

1-1) مقدمه

نیاز انسان به آب باعث شده تا اکثر تمدن های بشری در کنار رودخانه ها شکل بگیرند. انسان های اولیه با زندگی در کنار رودخانه ها بطور فطری و تجربی آموخته بودند که جهت استفاده بهینه از این منابع خدادادی، می باید رودخانه ها را دوست داشت و حتی در بعضی از فرهنگ های کهن آب و رودخانه بعنوان موجودی مقدس و حیات بخش مورد ستایش و احترام بود. با توسعه شهرنشینی و اجراءی طرح های عمرانی و دور شدن انسانها از رودخانه این دوستی گسسته شد و انسان با برداشت بی رویه شن و ماسه از بستر رودخانه، خانه و شهرک سازی در حریم و بستر رودخانه، احداث سازه های تقاطعی و غیره اقدام به تعرض به رودخانه و بر هم زدن رژیم متعادل و پایدار آن نمود. رودخانه ها به مثابه موجودات زنده ای هستند که در مقابل این تعارض، اقدام متقابل نموده و در نتیجه رژیم هیدرولیکی آن در یک روند تغیرپذیری، در رسیدن به تعادل مجدد، تلاش می نماید، مهندسی رودخانه علمی است که این اعمال اندرکنشی را بطور سیستماتیک، هماهنگ و هدایت خواهد نمود. به عبارتی دیگر مهندسی رودخانه شامل تمام مراحل برنامه ریزی، طراحی، اجراءء و بهره برداری از عملیات مختلفی است که به منظور بهبود وضعیت رودخانه در جهت استفاده بهتر از آن اعمال می گردد.

رودخانه ها شریان های اصلی حیات کلیه سازه های آبی محسوب می شوند و حفاظت و بهره برداری بهینه از آنها و همچنین حراست از بستر و حریم آنها از مهم ترین مسئولیت های وزارت نیرو می باشد. استفاده بهینه از رودخانه ها به لحاظ اهمیتی که این منابع طبیعی در برآورد نیازهای بشری، از دیرباز تاکنون داشته اند، از انگیزه های مهم به وجود آمدن شاخه دیگری از مهندسی آب به نام مهندسی رودخانه بوده است. به علت نزدیکی سازه های تغذیه کننده از آب رودخانه و زمین های کشاورزی اطراف رودخانه، نیاز به یک برنامه ریزی علمی جهت حفظ و حراست از این سازه ها، اجتناب ناپذیر می باشد. علمی که در مورد کلیه مراحل مطالعه و برنامه ریزی، طراحی، اجراءء و بهره برداری جهت بهبود و یا تغییر وضعیت موجود یک رودخانه به منظور برآورد نیازهای عمرانی بحث می کند، مهندسی رودخانه نامیده می شود. کلیه رودخانه ها در معرض تغییر و تحول قرار دارند و کارهای مهندسی رودخانه برای تغییر دبی، مطالعه بده رسوبی، مسیر رودخانه، عمق آبراهه، پهنه سیل گیر و کیفیت آب مورد نیاز می باشد. روش های معمول در راه رسیدن به این اهداف استفاده از سازه های مختلف به تنهایی یا ترکیبی از آنها مثل سد، سیل بند خاکی یا بتنی، پوشش بدنه، آبشکن یا به کار گرفتن راه حل های قدیمی مثل لایروبی می باشد. از جمله مباحث مهم در مهندسی رودخانه شناخت شکل رودخانه (مرفولوژی)، تثبیت سواحل و بستر رودخانه، کانالیزه کردن و کنترل سیلاب می باشد.
1-2) مرفولوژی رودخانه

شناختن شکل و ساختمان رودخانه، مرفولوژی رودخانه نامیده می شود. به عبارتی به کمک مرفولوژی رودخانه، می توان اطلاعاتی از شکل هندسی آبراهه، شکل بستر و پروفیل طولی رودخانه به دست آورد. مرفولوژی یک رودخانه تحت تاثیر عوامل متفاوتی مثل سرعت جریان فرسایش و نحوه رسوب گذاری قرار دارد.

از نظر مرفولوژی، رودخانه ها به دو طریق زمین شناسی و نوع مسیر تقسیم می شوند:

– از نظر زمین شناسی: در این تقسیم بندی با رودخانه های جوان، کامل و مسن مواجه می شویم.

  • رودخانه های جوان: رودخانه هایی هستند که در شیب های تند جریان دارند. فرسایش دره این رودخانه ها تا هنگامی که بستر به حالت تعادل نسبی برسد ادامه دارد.

  • رودخانه های کامل: این نوع رودخانه ها در دره های پهن تری جریان داشته و از شیب نسبتاً ملایمی برخوردارند. فرسایش دیواره ها در این نوع رودخانه ها جایگزین فرسایش بستر می گردد، چرا که بستر قبلاً به یک حالت تعادل نسبی رسیده است.

  • رودخانه های مسن: این رودخانه ها در دره های بسیار پهن جریان داشته، بسترشان دارای شیب ملایمی است و در مسیر آنها آبشاری وجود ندارد. مسیرهای نعل اسبی در حاشیه رودخانه حاکی از تغییر مسیر پیچ های رودخانه در طول زمان می باشد. رود کارون در ایران مثال خوبی از این نوع رودخانه هاست.

– از لحاظ نوع مسیر: در این نوع تقسیم بندی، رودخانه ها با مسیر مستقیم، پیچان و شریانی، از یکدیگر مشخص می شوند.

  • رودخانه ها با مسیر مستقیم: این نوع رودخانه ها، بیشتر دربازه های کوتاه، این شکل را پیدا می کنند که خود یک حالت ناپایدار و انتقالی است و پس از برخورد با مانع در مسیر رودخانه، این حالت از بین می رود.

  • رودخانه ها با مسیر پیچان: نمای بالای این رودخانه ها شامل یک رشته پیچ های پی در پی می باشد که با مسیرهای مستقیم به یکدیگر وصل شده اند. رودخانه های پیچان دارای شیب ملایم می باشند و غالباً ناپایداری در مسیر آنها دیده می شود. در ساحل بیرونی پیچ، سرعت جریان زیاد شده که همین امر باعث ایجاد فرسایش در این سمت و در نتیجه رسوبگذاری در ساحل مقابل می گردد. این فعل و انفعالات به مرور زمان باعث پیش روی پیچ به سمت ساحل بیرونی و هم زمان با آن به طرف پایین دست رودخانه می گردد.

  • رودخانه ها با مسیر شریانی: این رودخانه ها شامل یک تعداد آبراهه می باشند که در طول مسیر از هم جدا شده و دوباره به یکدیگر می پیوندند.

1-2-1) تثبیت بستر رودخانه ها

این نوع فرسایش بیشتر در رودخانه های جوان که بستر آنها به حالت تعادل نرسیده، دیده می شود و بستر رودخانه به علت شیب تند و سرعت زیاد جریان، فرسایش یافته و مواد شسته شده به پایین دست رودخانه منتقل می گردد. راه حل معمولی برای تثبیت بستر رودخانه احداث شیب شکن در طول بازه مورد نظر می باشد. این شیب شکن ها می توانند از جنس بتنی یا گابیونی ساخته شوند. ارتفاع متوسط شیب شکن ها و فاصله آنها از یکدیگر، پس از انجام مطالعات هیدرولیکی دقیق و با توجه به شرایط و جنس خاک قابل طراحی می باشد. شیب شکن ها را با توجه به شرایط جریان بر روی بستر رودخانه و یا در زیر بستر رودخانه می توان احداث کرد که با مرور زمان رسوبات بین این سدهای کوتاه، ته نشین می شود و در نتیجه یک شیب ملایم در کف رودخانه ایجاد می گردد.
1-2-2) تثبیت دیواره رودخانه ها

فرسایش دیواره رودخانه ها که در رودهای مسن با آنها مواجه هستیم، باعث بروز خسارات زیادی در زمین های اطراف رودخانه و سازه ها شده و حریم کاذبی برای رودخانه ها به وجود می آورد که به این ترتیب از پتانسیل زمین های قابل استفاده اطراف رودخانه ها می کاهد.

1-2-3) علل فرسایش دیواره ها

اگر جنس مصالح دیواره ها ریزدانه رسی و یا چسبنده باشد، به علت نفوذپذیری کم، در زمان فروکش سیلاب، سطح آب سریع پایین آمده، امکان زهکش سریع موجود نبوده و کاهش نیروی برشی بین ذرات سبب فرو ریختن دیواره ها خواهد شد. اگر جنس مصالح دیواره ها ریزدانه غیرچسبنده باشد، در اثر برخورد امواج با دیواره ها فرسایش سطحی به وقوع می پیوندد. در حالتی که مصالح دیواره ها انواعی از مصالح فوق باشند، بالا آمدن سطح آب زیرزمینی و زهکشی آب از دیواره ها به سمت رودخانه، ذرات ریز را شسته، باعث ریزش ذرات درشت بالایی می شود.

ادامه مطلب...
بررسی رفتار خمشی تیرهای بتنی سبک و مسلح شده با میلگردهای FRP

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : بررسی رفتار خمشی تیرهای بتنی سبک و مسلح شده با میلگردهای FRP

 تعداد صفحات :126

چکیده:

بتن مسلح به فولاد، مصالحی است که بنا به دلایلی همچون مقاومت فشاری مناسب، هزینه تهیه پایین و در دسترس بودن مصالح خام، بطور گسترده در سازه‌های مهندسی عمران بکار برده می‌شود. اما بتن مسلح تهیه شده از خمیر سیمان، سنگدانه‌های معمولی، و میلگرد‌های فولادی دارای نقاط ضعفی مانند وزن زیاد، خوردگی فولاد، و ترک‌های ناشی از جمع شدگی است که کاربرد آن را در مواردی محدود می‌کند. برای جبران این ایرادات، بتن‌های خاصی ابداع شده‌اند که در آنها از سنگدانه‌های سبک و تکه‌های مجزا و کوچک الیاف استفاده می‌شود و به جای میلگردهای فولادی، در جهت رفع مشکل خوردگی در مناطق ساحلی، از میلگردهای کامپوزیت پلیمری الیافی، استفاده می شود. از آن جا که استفاده از بتن‌های خاص با توجه به مزایای غیر قابل انکار آنها در حال گسترش بوده و نیز کاربرد آنها در کشوری مانند ایران در بسیاری از موارد توجیه و ضرورت دارد، لازم است مطالعات کافی در مورد جنبه‌های مختلف کاربردی آنها انجام گیرد.

در تحقیق حاضر با تهیه یک برنامه آزمایشگاهی، به بررسی رفتار خمشی تیرهای بتنی ساخته شده از بتن سبک الیافی، مسلح به میلگردهای طولی از جنس کامپوزیت پلیمری شیشه (GFRP) پرداخته شده است. برای این منظور، تعداد 9 تیر بتنی با مقطع مستطیل در سه گروه طراحی و ساخته شده است. گروه اول شامل سه تیر بتنی سنگدانه سبک، گروه دوم شامل سه تیر بتنی سنگدانه سبک بهمراه الیاف فولادی و گروه سوم شامل سه تیر بتنی سنگدانه سبک بهمراه الیاف پلی‌پرو‌پیلن می‌باشد. در هر گروه میلگردهای کامپوزیت به میزان صد در صد، دویست درصد، و سیصد درصد تقویت بالانس در هر تیر تعبیه گردید. تیرها بصورت گام به گام و تدریجی تحت بار افزایشی قرار گرفته و این عمل تا گام نهایی، یعنی تخریب تیرها ادامه یافت. در هر گام مقادیر جابجایی، کرنش، و عرض ترک در محل‌های مناسب برروی تیرها، به همراه نیروی اعمالی ثبت گردید. با پردازش داده‌های بدست آمده خصوصیاتی از تیرها مانند رفتار نیرو – تغییرمکان، ظرفیت خمشی، چگونگی ایجاد و گسترش ترک‌ها مورد مطالعه قرار گرفت.

نتایج حاصله حاکی از آنست که نمودار نیرو- تغییرمکان تیرهای مسلح با میلگردهای کامپوزیت تا مرحله نهایی تقریباً خطی بوده و در تمامی تیرها در یک کرنش ثابت، درصد میلگرد بیشتر باعث تحمل بار بزرگتری از تیرهای با درصد میلگرد کمتر شده است. همچنین مقایسه ظرفیت تجربی تیرها با روابط آیین نامه‌ای نشان می‌دهد که این روابط نتایج محافظه کارانه‌ای بدست می‌دهند. همچنین تیرهای دارای الیاف در بارهای کمتر شروع به ترک خوردگی نمودند، ولی مقاومت در برابر بار و ایجاد تغییر شکل های بیشتر در آن ها آشکارتر است.

ادامه مطلب...
بررسی تعیین مقاومت نهایی و ضریب رفتار دیوار برشی بتنی سبک با قاب های فولادی سرد نورد شدهLSF

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

عنوان : بررسی تعیین مقاومت نهایی و ضریب رفتار دیوار برشی بتنی سبک با قاب های فولادی سرد نورد شدهLSF با استفاده از نرم افزار ANSYS

تعداد صفحات :160

چکیده:

 مقابله با نیروهای جانبی ازجمله زلزله یکی از مهمترین رسالت های مهندسین عمران می باشد. که برای رسیدن به این مهم می توان سیستم قاب سبک فلزی که دارای مزایایی مانند امکان تولید صنعتی،پیش ساختگی وسبکی،فرم پذیری درساخت است را میتواند جایگزینی مناسب برای سیستم های سنتی دانست. پانلهای دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ شده به آن از متداول ترین سیستم های باربر جانبی در این سازه هاست. عملکرد لرزه ای سازه ها نیاز مند روشی تحلیلی ست که یک روش المان محدود همراه با آنالیز غیر خطی می باشد البته در راستای این می بایست از دیواره های برشی مناسب برای مهار نیرو های جانی استفاده نمود. در این پایان نامه پانل های دیوار برشی قاب های ما به کمک بتن های سبک (لیکا وفوم بتن) به جای ورق های فولادی و یا بادندهای ورقه ای جا نمایی و به وسیله نرم افزار المان محدود Ansys تحلیل شدکه برروی نمونه های با مقیاس 120×240 سانتیمتر ارزیابی شد. ضخامت های مختلفی از دیواره­های برشی تحلیل شده وعملکرد جانبی آن­­­­­­ها به وسیله اعمال بارگذاری چرخه­ای روی شش دیوار مورد بررسی قرار گرفت. تمرکز اصلی این پایان نامه روی ظرفیت باربری جانبی حداکثر جانی و حداکثر مقاوت نهایی مورد تحمل دیوار ها و برآورد منطقی از ضریب رفتار (R) قاب ها با دیوار برشی (shear wall Bracing) و همچنین نحوه خرابی آنها می باشد. برای این منظور شش قاب CFS باضخامت ورق یک میلیمتربه صورت تک استاد کناری وتک استاد میانی وتک تراک بالاوپایین قاب ها ودر یک سری از نمونه ها با یک ناگین تک تسمه ای همراه با بتن سبک برای کلیه نمونه ها در نرم افزار مدل وقاب های مدل شده با بتن پر شده و تا لبه قاب ها به ضخامت یک سانتیمتر تسطیح شدند. نمونه ها تحت رژیم بار گذاری چرخه ای جانبی خاص که براساس روش B استاندارد (38)ASTM E2126-07  مورد بررسی قرار گرفت برای هر دیوار منحنی پوش اعمال شده رسم گردید. سپس پرامترهای  محاسبه شدند. ودر نهایت فاکتور R ارزیابی وهم چنین در پی آن نتایج آزمایشگاهی با نتایج نر م افزاری در حالت نمونه شده با بتن وهمچنین نتایج نرم افزاری دیوار ها با بتن با نتایج نرم افزاری دیواره ها با ورق مورد مقایسه قرار گرفت.

 

ادامه مطلب...
 بررسی عددی کاهش پاسخ لرزه ای مخازن ذخیره مایع در اثر به کارگیری جداسازهای لرزه ای

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : عمران سازه

عنوان : بررسی عددی کاهش پاسخ لرزه­ای مخازن ذخیره مایع در اثر به کارگیری جداساز­های لرزه ­ای

تعداد صفحات :115

چکیده:

هدف اصلی در تحقیق حاضر، بررسی نحوه تاثیر وجود جداسازهای لرزه‌ای بر روی عملکرد دینامیکی  مخازن ذخیره مایع در هنگام زلزله است. در این راستا لازم است ابتدا رفتار دینامیکی مخازن در هنگام وقوع زلزله­های واقعی شناخته شده و انواع خرابی­های لرزه‌ای ممکن‌الوقوع در مخازن ذخیره مایع معرفی گردد. این خرابی‌ها سرمنشا تحقیقات زیادی در خصوص تحلیل دینامیکی مخازن می‌باشد که چکیده این تحقیقات در قالب دستورالعملهای کاربردی، در آیین‌نامه‌های معتبر منعکس شده‌اند. لذا در قسمت پایانی فصل، فلسفه بکار گرفته شده در برخی از آیین‌نامه‌های معتبر در رابطه با نحوه اعمال اثرات دینامیکی رفتار مخازن مرور می‌شود و مقررات آنها پیرامون مسائل کلی و مهم در حوزه تحلیل دینامیکی مخازن، مورد بررسی و مقایسه قرار می‌گیرد.

ادامه مطلب...
بررسی تغییرات مدول الاستیسته و ضریب عکس‌العمل بستر و میزان ظرفیت باربری در ‏خاک‌ بهسازی شده

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : مکانیک خاک و پی

عنوان : بررسی تغییرات مدول الاستیسته، ضریب عکس‌العمل بستر و میزان ظرفیت باربری در ‏خاک‌ بهسازی شده توسط آهک و آهک،سیمان،‏ ژئوگرید با استفاده از آزمایش بارگذاری صفحه 

تعداد صفحات :93

از گذشته تا به حال یکی از روش‌های بسیار اقتصادی جهت بهبود خواص مکانیکی خاک‌های رسی، تثبیت ‏به وسیله‌ی مواد افزودنی همچون آهک و سیمان در پروژه های عمرانی همچون راه سازی و تحکیم بستر ‏ساختمان‌ها بوده است. همچنین با گذشت زمان و به وجود آمدن مصالح مصنوعی و پلیمری همچون ‏ژئوسنتتیک ها و ترکیب آنها با سیمان و آهک در چند دهه اخیر این‌گونه مصالح نیز به کمک آمده و موجب بهبود هرچه بیشتر پارامترهای مقاومتی خاک ‏شده اند و دلیل آن این است که افزودن آهک به خاک رس، رفتار خاک از حالت انعطاف ‏پذیر‏‎(ductile) ‎به ترد و شکننده‎ (brittle) ‎تغییرخواهد کرد و این در حالی است که با افزودن درصدی ‏سیمان و استفاده از ژئوسنتتیک ها در بین لایه های خاک تثبیت شده می‌توان رفتار خاک را انعطاف پذیر ‏در نظر گرفت. همچنین با توجه به تحقیقات صورت گرفته، استفاده از ژئوسنتتیک ها موجب افزایش ‏ظرفیت باربری لایه ی تثبیت یافته در شالوده های با ابعاد مختلف خواهد شد. در این شرایط ‏با انجام آزمایش بارگذاری صفحه که با استفاده از یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج می توان ویژگیهای ‏مورد نظر را به دست آورد. با توجه به مطالعات اولیه ای که انجام شده است ‏ابعاد صفحه ی بارگذاری و همچنین ضخامت لایه ی تثبیت یافته در نتایج به دست آمده موثر خواهند بود. ‏

اما در این پژوهش به بررسی تاثیر افزودنی: آهک، سیمان و ژئوسنتتیک هایی همچون ژئوگرید و ترکیب ‏آنها بر ویژگی‌هایی همچون رفتار تنش-کرنش، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، ضریب عکس‌العمل و ‏میزان نشست پذیری خاک رسی با استفاده از آزمون‌های مختلف آزمایشگاهی و درجا (با تکیه بر آزمایش ‏بارگذاری صفحه) خواهیم پرداخت.

ادامه مطلب...
بررسی رفتار خزشی خاک ماسه ای مسلح شده با الیاف ژئوسنتتیک در شرایط آزمایشگاهی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : خاک و پی

عنوان : بررسی رفتار خزشی خاک ماسه‌ای مسلح شده با الیاف ژئوسنتتیک در شرایط آزمایشگاهی

تعداد صفحات :109

چکیده:

رفتار تراکم‌پذیری خاک‌ها به نگرانی مهمی در مهندسی ژئوتکنیک تبدیل شده است. با اجرای ساختمان‌ها، خاکریزها و جاده‌ها، اغلب نشست‌های قابل توجهی رخ می‌دهد. از آنجائیکه نشست‌های دراز مدت در اثر خزش اتفاق می‌افتد، بنابراین محاسبه و پیش‌بینی نشست‌های خزشی اهمیت زیادی دارد. زمانی که خاک تحت بارگذاری ثابتی قرار می‌گیرد، با زایل شدن کامل فشار آب حفره‌ای، تغییرشکل‌هایی با گذشت زمان رخ می‌دهد که با عنوان تراکم ثانویه و یا خزش شناخته می‌شود. مکانیسم‌ها و فاکتورهای تأثیرگذار بر رفتار خزشی خاک‌های ماسه‌ای هنوز به طور کامل شناخته نشده است. در این مطالعه، آزمایش تحکیم یک بعدی تک‌مرحله‌ای، چندمرحله‌ای و بارگذاری-باربرداری بر روی نمونه‌های خاک ماسه‌ای رس‌دار مسلح نشده و مسلح شده باالیاف ژئوتکستایل انجام شده و تأثیر مسلح شدن خاک با الیاف ژئوتکستایل، تاثیر سطوح تنش، تاریخچه تنش و آب حفره‌ای بر تغییرشکل‌های خزشی مورد مطالعه قرار گرفته و مکانیسم خزشی با در نظر گرفتن لغزش‌، برخورد و تغییرشکل ذرات بیان شده است. نتایج به دست آمده براساس ارتباط تخلخل  و ضریب تراکم ثانویه شرح داده شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که در تنش‌های پایین تغییرشکل‌های خزشی در نمونه‌های اشباع بزرگتر از نمونه‌های خشک می‌باشد ولی با افزایش تنش، تغییرشکل‌های خزشی در نمونه‌های اشباع‌ کاهش و در نمونه‌های خشک افزایش می‌یابد. علاوه بر این در آزمایش بارگذاری-باربرداری، سرعت خزش بیشتر از آزمایش تک مرحله‌ای می‌باشد و این آزمایش در تسریع خزش موثر است. در نمونه‌های مسلح شده، با افزایش درصد ژئوتکستایل در تنش‌های یکسان، در نمونه‌های اشباع تغییرشکل‌های خزشی کاهش و در نمونه‌های خشک تغییرشکل‌های خزشی افزایش می‌یابد.

 

ادامه مطلب...
بررسی تأثیر پارامترهای هندسی آبشکن و عمق کارگذاری ریپ رپ جهت محافظت از آبشکن

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی علوم آب

گرایش : سازه‌های آبی

عنوانبررسی تأثیر پارامترهای هندسی آبشکن و عمق کارگذاری ریپ رپ جهت محافظت از آبشکن در قوس 90 درجه

تعداد صفحات : 64

تعریف مسأله، فرضیه ها و اهداف:

یکی از بالاترین خسارات ناشی از حوادث غیر مترقبه،  پدیده فرسایش سواحل می باشد. یکی از وظایف دولتها کاهش اثرات بلایای طبیعی بوده است . همین امر به روشنی لزوم یافتن راه حل اصولی برای کنترل و پیشگیری وکاهش خسارت ناشی از آنها را به اثبات می رساند.

مکانیزم رودخانه­ها به گونه­ای است که مقطع یک رودخانه به مرور زمان دچار تغییرات شدید می­گردد. این تغییرات بویژه در قوس رودخانه­ها مشهودتر است. فرآیندهای فرسایش ساحل به طور مستقیم به مهاجرت جانبی آبراهه­های آبرفتی مربوط می­شود. اندرکنش نیروهای فعال حاصل از جریان آب و نیروهای مقاوم به جریان ناشی از مواد بستر باعث فرسایش ساحل می­شود.

در قوس رودخانه، نیروهای هیدرودینامیکی جریانهای ثانوی را بوجود می­آورند که خطوط جریان سطحی را به سمت ساحل بیرونی و خطوط جریان نزدیک به بستر را به سمت ساحل داخلی منحرف می­سازند. در مقطع جریان درامتداد قائم، خطوط جریان مجاور ساحل بیرونی بطرف پایین و خطوط جریان پشته متمرکز داخلی به طرف بالا هستند در نتیجه پایداری ذره در نزدیکی ساحل خارجی بهم می­خورد و بستر رودخانه گود می­شود و از طرف دیگر در مجاورت پشته متمرکز داخلی به پایداری ذره اضلافه می­شود و تراز بستر افزایش پدا می­کند. آبشستگی در پنجه ساحل خارجی، خط­القعر را به سمت ساحل بیرونی قوس جابجا می­کند و شیب ساحل را افزایش می­دهد که در نهایت به شکست ساحل منتهی می­شود.

با توجه به مطالب بیان شده در خصوص هیدرولیک جریان در خم رودخانه­ها، قوس خارجی همواره تحت تاثیر بردارهای شدید سرعت بوده و دچار فرسایش می­گردد و در قوس داخلی رسوبگذاری ایجاد می­گردد همچنین از آنجا که تخریب ساحل در قوس خارجی می­تواند ضررهای زیادی را به همراه داشته باشد، حفاظت از این قسمت از ساحل بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می­دهد. جهت محافظت ساحل در قوس بیرونی روشهای متعددی وجود دارد که از آن جمله می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- حفاظت ساحل بوسیله احداث آبشکن

2- حفاظت ساحل بوسیله احداث Bendway  

3-حفاظت ساحل بوسیله احداث دایک

4- حفاظت ساحل بوسیله پوشش گیاهی

5- حفاظت ساحل بوسیله پوشش سنگ چین (Riprap)

6- حفاظت ساحل بوسیله پوشش خاک و سیمان

7- حفاظت ساحل بوسیله پوشش توری سنگ ها و روکش ها

8- حفاظت ساحل بوسیله پوشش با کیسه های مخصوص مخلوط سیمان و خاک

9- حفاظت ساحل با استفاده از مصنوعات ژئوسنتتیک

10- حفاظت ساحل بوسیله اجرای دیوار حائل

استفاده از آبشکن یا اپی از جمله بهترین و اقتصادی­ترین روش جهت محافظت سواحل در اغلب شرایط بوده و در اکثر نقاط دنیا مورد استفاده قرار می­ گیرد.

 « Bankheed ،Groin ،Groyne» کلمه ­ای فرانسوی است. معادل آن در زبان انگلیسی «Epi» است.

که در زیان فارسی آب شکن ترجمه شده است. نقش آن این است که جریان آب کناره رودخانه را به طرف وسط رودخانه هدایت میکند و سرعت آب درکناره ها را کاهش میدهد و نیز قسمتی از آب رودخانه را بین اپی­ها به حالت سکون باقی میگذارد. در نتیجه، مواد محموله آب ته نشین می­شود و رودخانه حالت پس رفتگی پیدا می­کند و کناره بتدریج تثبیت می­شود.

 

ادامه مطلب...
شناسایی ماتریس های مشخصه سیستم با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه ها با نام

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی عمران

گرایش :مهندسی زلزله

عنوان : شناسایی ماتریس های مشخصه سیستم با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه ها با   نامنظمی در توزیع جرم، سختی و میرایی در ارتفاع

تعداد صفحات :177

چکیده

هدف این مطالعه، بررسی کارامدی روش شناسایی مستقیم ماتریس­های مشخصه سیستم­ها (ماتریس­های جرم، سختی و میرایی) با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه­های منظم و نامنظم دو و سه بعدی است. این روش شناسایی توسط آشتیانی و قاسمی ارائه شده و در مورد قاب­های دو بعدی مورد برررسی قرار گرفته است. این روش شناسایی  بر پایه حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس است و با اعمال تحریک اجباری به درجات آزادی محدودی از سازه و اندازه­گیری پاسخ­های سازه در تمام یا بخشی از درجات آزادی در نظر گرفته شده، فرایند شناسایی مستقیم انجام می­گیرد. در حالت عدم نوفه، این روش قادر به شناسایی دقیق تمامی خصوصیات سازه است و نتایج به پارامتر میرایی وابستگی ندارند. در حالت وجود نوفه در پاسخ­ها و نیروی ورودی، با تعریف پارامتر نیروی ماندگار و با استفاده از روش بهینه سازی حداقل مربعات و کمینه نمودن تابع هدف (مجموع مربعات نیروی ماندگار معادلات حرکت در همه­ی نقاط فرکانسی منتخب)، بهینه­ترین مقادیر برای ماتریس­های مشخصه تعیین می­شود .

برای این هدف سازه­های دو و سه بعدی غیر برشی مدل­سازی و با متمرکز کردن جرم طبقات در تراز سقف و فرض صلب بودن سقف­ها، درجات آزادی در تراز سقف طبقات محدود شده و با در نظرگیری درجات آزادی در محل مرکز جرم طبقات، ماتریس جرم به صورت ماتریس قطری در نظر گرفته شده است. ماتریس سختی و میرایی با استفاده از مفهوم نرمی محاسبه شده­اند، بگونه­ای که از جایگزینی ماتریس سختی سازه ثانویه­ای با هندسه مشابه و مقاطع متفاوت نسبت به سازه مورد نظر، ماتریس میرایی نامتناسب ویسکوز تشکیل شده است. نامنظمی­های در نظر گرفته شده در حالت 2 بعدی و افزایش درجات آزادی موجب افزایش خطای پارامترهای شناسایی شده است. این در حالی است که روش مورد نظر به نامنظمی پیچشی حساسیت نشان نداده است

افزایش میزان میرایی دقت نتایج شناسایی ماتریس­های مشخصه را کاهش داده و ماتریس میرایی بیشترین حساسیت را به افزایش میرایی از خود بروز داده است. با تغییر محل بارگذاری از طبقه اول، دقت شناسایی درایه­های ماتریس­های مشخصه متعلق به طبقات پایین­تر از طبقه بارگذاری در حالت استفاده از شبه پاسخ­های فرکانسی سرعت و جابجایی کاهش یافته است. همچنین درایه­های پیچشی ماتریس­های مشخصه سازه­های سه بعدی با خطای بیشتری نسبت به سایر درایه­ها شناسایی شده­اند.

حالت استفاده از شبه پاسخ­های فرکانسی سرعت و جابجایی، با افزایش خطا در تخمین پاسخ­های سرعت و جابجایی در فرکانس­های خارج از فرکانس بارگذاری و همچنین فرکانس­های کمتر از یک هرتز مواجه بوده است. در سازه­هایی که فرکانس­های مودی آن خارج از فرکانس بارگذاری و یا محدوده فرکانسی مورد استفاده جهت بهینه یابی قرار داشته است، افزایش خطا در شناسایی فرکانس­های مودی مورد نظر ایجاد شده است. همچنین شکل­های مودی به افزایش میزان میرایی حساسیت نشان داده­اند. در سازه­های سه بعدی نیز خطای شناسایی مؤلفه­های انتقالی شکل­های مودی با افزایش نسبت میرایی، افزایش داشته است.

 

ادامه مطلب...
بهینه سازی دیوار برشی در ساختمان های بتنی 7 تا 15 طبقه نامنظم در پلان واقع در منطقه با خطر خیلی زیاد و

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی عمران

گرایش :سازه

عنوان : بهینه سازی دیوار برشی در ساختمان های بتنی 7 تا 15 طبقه نامنظم در پلان واقع در منطقه با خطر خیلی زیاد و مستقر بر خاک نوع III93

تعداد صفحات:205

چکیده

گاهی شرایط محیطی و منطقه ای سازه ای را مجبور به داشتن پلانی نامتقارن میکند. در سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های نامتقارن و خصوصا پاسخ پیچشی آنها انجام شده است. سازه های نامتقارن ویژگی های خاصی در محدوده غیرخطی دارند که سبب شده است پیش بینی رفتار آنها در زمان زلزله پیچیده باشد. همچنین بررسی عملکرد ساختمانها در زلزله های گذشته نشان میدهد که معمولا ساختمان های نامتقارن نسبت به ساختمان های متقارن در برابر زلزله آسیب پذیرترند.

سیستم دیوار بررشی یکی از متداول ترین سیستم های مقاوم جانبی در ساختمان های بلند مرتبه و با ارتفاع متوسط است.اشکال مختلف دیوارهای برشی و نوع مناسب جانمایی آنها، میتواند به مقابله با نیروی زلزله و کمک به پخش منظم سختی در این گونه سازه ها، و همچنین به روند پاسخگویی منطقی و قابل پیش بینی سازه کمک شایانی کند. مطالعات بسیاری در رابطه با طراحی و آنالیز دیوارهای برشی پیش از این انجام شده است، با این وجود تصمیم گیری در مورد محل دیوار برشی در سازه های با ارتفاع متوسط بخصوص در ساختمان هایی با پلان های نامنظم چندان مورد بحث قرار نگرفته است.

در این پایان نامه سعی برآن شده است تا با 8 مدل چینش دیوارهای برشی در پلان نامتقارن ذوزنقه ای شکل در 4 ارتفاع متفاوت 7و 10و 12و 15 طبقه که شامل دیوارهای مستطیلی رایج ودیوارهای اصطلاحا L شکل و Tشکل و Uشکل و Zشکل می باشد، بهترین پاسخ را در جهت بهبود عملکرد سازه های نامتقارن در پلان نامنظم بدست آورد. نتایج این پژوهش از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی با استفاده از 4 رکورد زلزله در نرم افزار SAP2000 بدست آمده است. دیوارهایی که بتوانند هسته مرکزی ساختمان را به شرط قرار گیری در محل مناسب آن، مهار کنند توانایی بالایی در افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی همچون زلزله خواهند داشت ،اصطلاحا دیوارهای Uشکل نامیده می شوند و همچنین دیوار Z  شکل هم در بالا بردن سختی و کاهش شتاب از دیگر چیدمان های موثر میباشد. در این پژوهش پارامترهای سازه ای همچون میزان شتاب بام و جابجایی طبقه آخر و همچنین میزان جابجایی نسبی طبقات و رفتار مفاصل پلاستیک در تیر و ستون ها و میزان دوره تناوب سازه ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

کلید واژه: پلان نامتقارن، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، دیوار برشی

ادامه مطلب...
پایان نامه مقاوم سازی اعضای آسیب ­پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :سازه 

عنوان :  مقاوم سازی اعضای آسیب ­پذیر گنبدهای فضاکار در برابر   خرابی پیشرونده

تعداد صفحات :205

سازه­های فضاکار به سازه­هایی گفته می­شود که عملکرد سه بعدی دارند و در فضای سه بعدی بررسی می­شوند. این سیستم سازه­ای برای ایجاد فضاهای پوشیده وسیع بکار می­رود. به عنوان مثال، از این سازه­ها می­توان برای پوشش فضاهایی مثل سقف استادیوم­ها، ژیمنازیوم­ها، سالن­های اجتماعات و استخرها و . . . استفاده کرد.


اولین بار تیموشینکو نام سازه­های فضایی را در مقابل سازه­های صفحه­ ای بکار برد و هدف از بکار بردن آن، تعریف سازه­هایی بود که عملکرد دوبعدی نداشته و امکان آنالیز صفحه­ای آنها وجود ندارد. در سازه­های دوبعدی همانند خرپاهای مسطح، نیروهای خارجی، نیروهای داخلی و تغییرشکل­ها در یک صفحه قرار می­گیرند، ولی در سازه­های فضایی چنین نیست، و این موارد در صفحه­های مختلفی قرار دارند.

در عمل، واژه­ی سازه­های فضاکار به برخی از سازه­های شناخته شده از قبیل شبکه ­ها، چلیک­ها، گنبدها، دکل­ها، شبکه­های کابلی، سیستم­های غشایی، سازه­های تاشو و کش­بستی اطلاق  می­شود.

توسعه­ی قابل توجه سازه­های فضاکار از زمانی آغاز شد که فاپل3 اولین کتاب خود را در زمینه ­ی سازه­ه ای فضاکار، تحت عنوان تئوری سیستم­های مشبک در سال 1880 نوشت. کمتر کسی     تئوری­های محاسباتی ایشان را مورد توجه قرار داد، که یکی از آنها مهندس ایفل بود که برج معروف

خود را برای نمایشگاه جهانی پاریس در سال 1889 ساخت. این برج اولین سازه فضاکار ساخته شده است که محاسبات آن بر اساس هندسه سه بعدی انجام گرفت. این برج قرار بود پس از نمایشگاه برچیده شود، ولی چنان با موفقیت روبرو شد که امروزه به عنوان سمبل شهر پاریس شناخته می­شود.


ادامه مطلب...
ارزیابی شبکه های توزیع آب با استفاده از روش آنتروپی اطلاعات بر پایه عدم قطعیت های مکانیکی و هیدرولی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی عمران

گرایش :زلزله

عنوان : ارزیابی شبکه های توزیع آب با استفاده از روش آنتروپی اطلاعات بر پایه عدم قطعیت های مکانیکی و هیدرولیکی

تعداد صفحات :211

چکیده

یکی از ابزارهای مناسب برای شناخت وضعیت شبکه­های توزیع آب به عنوان یکی از سیستم­های شریان حیاتی، شاخص قابلیت اعتماد است. یک دسته روش‌ دیگر که به علت وجود پارامترهای زیاد سیستم‌های شریان حیاتی مناسب­تر است، استفاده از مفهوم تئوری آنتروپی اطلاعات شانون و تعیین شاخص درجه افزونگی شبکه است. درکارهای انجام شده بر روی درجه افزونگی شبکه­های توزیع آب معمولاً اثر همزمان پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی لحاظ نمی­شود. به همین منظور در این مطالعه یک معیار اصلاح شده بر اساس مفهوم آنتروپی اطلاعات برای ارزیابی سطح خدمت­رسانی شبکه­های توزیع آب ارائه شده است. به طوری که در این رابطه به طور همزمان اثر عدم قطعیت­های هیدرولیکی (مانند میزان جریان در لوله­ها) و عدم قطعیت­های مکانیکی (مانند احتمال گسیختگی خطوط جریان) لحاظ شده باشد.

برای این منظور، پس از بررسی تأثیر انواع روش­های وزن‌دار نمودن تابع آنتروپی بر روی نوع رفتار تابع، ضریبی به صورت نسبت نیاز گره مصرف به نرخ جریان تمام لینک­های شبکه تعریف شده است. با وزن‌دار نمودن مناسب تابع آنتروپی هیدرولیکی موجود در ادبیات فنی، تأثیر توالی و نحوه اتصال گره­های مصرف به گره‌های چشمه در رابطه پیشنهادی دیده شده است. صحت رفتار تابع پیشنهادی به کمک مثال‌هایی با پیکره‌بندی‌های متفاوت، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای لحاظ نمودن اثر احتمال عدم خدمت‌رسانی لینک­ها نیز از مفهوم آنتروپی شرطی استفاده شده است. بدین صورت که یک تابع جریمه بر اساس احتمال گسیختگی هر یک از لینک­ها تحت یک سناریوی خطر مشخص تعریف می‌شود و این تابع جریمه به صورت مناسب در تابع آنتروپی هیدرولیکی اعمال می‌گردد. در این حالت نیز با در نظر گرفتن حالات حدی مختلف و مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج مورد انتظار، صحت رفتار تابع آنتروپی پیشنهادی بررسی شده است.

به کمک رابطه آنتروپی پیشنهادی نحوه عملکرد تعدادی شبکه توزیع آب نمونه، از شبکه­های ساده درختی تا شبکه‌های حلقه­ای پیچیده، بررسی شده است تا صحت نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی در ارزیابی عملکرد کلی شبکه‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفته باشد. در ادامه، نتایج حاصل از رابطه آنتروپی پیشنهادی با نتایج حاصل از روابط کلاسیک محاسبه قابلیت اعتماد شبکه­های توزیع آب برای تعدادی شبکه با گره‌های مصرف و چشمه یکسان ولی پیکره‌بندی‌های مختلف مقایسه گردیده و کارایی شاخص پیشنهادی هم جهت دستیابی به پیکره­بندی بهینه هیدرولیکی برای یک شبکه آب جدید و هم انتخاب بهترین برنامه­ریزی برای کاهش خسارت در یک شبکه موجود در برابر خطرات مختلف طبیعی یا ساخته دست انسان، نشان داده شده است. به عنوان یک مثال واقعی رفتار شبکه توزیع آب شهر کوبه نیز بر اساس رابطه پیشنهادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. از مهمترین مزایای روش پیشنهادی می­توان به سادگی بسیار بیشتر این روش نسبت به سایر روش­های موجود برای تعیین قابلیت اعتماد شبکه‌ها و تعیین بهترین پیکره‌بندی اشاره نمود. این در حالی است که در این روش پیشنهادی به طور همزمان عدم قطعیت­های هیدرولیکی و مکانیکی نیز لحاظ شده است.

از آنجا که پارامترهای مشخصه شبکه مانند میزان نیاز گره­های مصرف یا میزان احتمال عدم خدمت­رسانی لینک­ها و غیره، خود نیز دارای عدم قطعیت می­باشند، در بخش پایانی پایان‌نامه به کمک ریاضیات فازی و مفهوم  فازی- آنتروپی به بررسی میزان حساسیت نتایج حاصل به این‌گونه عدم قطعیت­ها پرداخته شده است. در این بخش نشان داده شده است که وجود عدم قطعیت در برخی پارامترها، همچون میزان نیاز برخی گره­های مصرف، می­تواند تأثیر قابل توجهی بر روی میزان اطمینان به نتایج حاصل داشته باشد در حالی که وجود عدم قطعیت در برخی پارامترهای دیگر تأثیر زیادی روی تغییرات نتایج ندارد. در نتیجه به کمک این روش می­توان پارامترهای حساس بر روی عملکرد شبکه را نیز شناسایی نمود.

ادامه مطلب...
افزایش شکل پذیری قابهای مهار بندی شده هم محور با بکارگیری فولاد تنش تسلیم پائین در مهار بند ها

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی عمران

گرایش :مهندسی زلزله

عنوان : افزایش شکل پذیری قابهای مهار بندی شده هم محور با بکارگیری فولاد تنش تسلیم پائین در مهار بند ها

تعداد صفحات :124

چکیده

سازه های با قاب های دارای مهاربندهای هم محور از جمله سیستم های مقاوم در برابر زمین لرزه می باشند. این سازه ها به طور گسترده ای در ساختمان های کوتاه تا ساختمان های بلند به دلایلی از جمله محاسبات نسبتا” ساده، اجرای راحت وهزینه های مربوطه پائین کاربرد دارد. اما به دلیل وجود اعضای مستعد کمانش در مهار بند منجر به شکل پذیری کم و افت چشمگیر در حلقه های هیسترزیس بعد از چند دوره بارگذاری میشود. برای جلوگیری از پیش آمد این وضعیت نامطلوب تحقیقات بسیاری در زمینه ارائه عضو شکل پذیر در مهار بند های هم محور ارائه شده است. ایده این پروژه استفاده از عضو مستعد جاری شدن در قسمتی از باد بند می باشد که از آن به عنوان فیوز نام برده می شود. در این مطالعه از فولاد با تنش تسلیم پائین و آلومینیوم در قسمتی از عضو استفاده شده تا با جلوگیری از کمانش عضو منجر به چرخه های هیسترزیس کامل ، شکل پذیری و ظرفیت زوال انرژی بیشتر شود.

 
ادامه مطلب...
پایان نامه طراحی بهینه لرزه­ای قاب­های فولادی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : عمران

گرایش :سازه 

عنوان : طراحی بهینه لرزه­ای قاب­های فولادی

تعداد صفحات :127

چکیده:

در مهندسی عمران بهینه­ سازی سازه‌ها برای بارگذاریهای استاتیکی به طور قابل ملاحظه­ای توسعه داده شده‌اند. لیکن، در بهینه‌سازی برای بارهای لرزه­ای مشکلات عدیده‌ای مانند وابستگی قیود نسبت به زمان، متغیر بودن فضای طراحی در زمان و محاسبات گرادیان نمود پیدا می کند. برای بهینه­سازی در برابر زلزله در این تحقیق از روش تحلیل دینامیکی طیفی استفاده شده است که دقت قابل قبولی داشته و با مشکلات فوق­الذکر نیز درگیر نمی­باشد. برای این منظور، به بهینه­سازی قاب­های فولادی کوتاه، متوسط و بلند در برابر زلزله پرداخته شده است. نتایج حاصل از بهینه­سازی با استفاده از روش کلاسیک‌ (روشهای بر مبنای گرادیان) با نتایج حاصل از بهینه­سازی گسسته الگوریتم ژنتیکی، برای اطمینان از بدست آمدن طرح بهینه کلی، مقایسه شده‌اند. در روش کلاسیک، برای محاسبه گرادیان­ها و تحلیل حساسیت، از روش تفاضل محدود پیش­رونده استفاده شده است. با استفاده از تحلیل المان محدود، تحلیل استاتیکی انجام شده و با در نظر گرفتن جرم سازه بصورت سازگار از فرض ساده کننده قاب برشی، اجتناب گردیده است. با در نظر گرفتن سختی هندسی، اثرات ثانویه در تحلیل استاتیکی اعمال شده است. جهت انجام تحلیل لرزه­ای، با محاسبه طیف پاسخ الاستیک زلزله دلخواه، به تحلیل دینامیکی طیف پاسخ سازه پرداخته شده است.

در این پایان نامه ، قابلیت روشهای ارائه شده با حل چند مساله از نوع بهینه­سازی قاب­های فولادی مهاربندی شده و مهاربندی نشده و بارعایت ضوابط فنی و آیین­نامه­ای تنش مجاز مبحث 10 مقررات ملی ساختمان، ارائه شده است. نتایج با یکدیگر مقایسه و اقتصادیترین سیستم سازه­ای در برابر ارتفاع مشخص شده است.

 

ادامه مطلب...
پایان نامه بررسی مشکلات اجرائی پروژه های مقاوم سازی ساختمانهای آموزشی وارائه راهکار

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : مدیریت پروژه و ساخت

عنوان : بررسی مشکلات اجرائی پروژه های مقاوم سازی ساختمانهای آموزشی وارائه راهکار

تعداد صفحه:118

چکیده:

اجرای بهسازی لرزه ای ساختمانهای آموزشی یکی از اولویتهای اصلی دولت بعد از وقوع زلزله بم به شمار می رود. این واقعه توجه دولتمردان را به این نکته جلب کرد که بهسازی ساختمانهای آموزشی در کشور ایران یک ضرورت تاریخی است که اگر پاسخ مناسب به آن داده نشود درمقابل نسلهای آتی کشور که متاثر از این حادثه میگردند مسئول خواهند بود. لذا این امر منجربه تخصیص اعتبارات دربخشهای مختلف کشور به منظوربهسازی شریانهای اساسی وساختمانهای عمومی کشورازجمله طرح تخریب وبازسازی وبهسازی مدارس فرسوده کشورگردید. درراستای تحقق این امر سازمان نوسازی مدارس کشوربعنوان متولی امر مقدس مدرسه سازی ؛ مقاوم‌سازی مدارس موجود وهمچنین ارتقاء ضریب ایمنی مدارس در دست اجرا را در دستور کار خود قرار داده است.

این پژوهش به منظور شناسایی چالش های پیش روی این سازمان در رابطه با اجرای مقاومسازی ساختمانهای آموزشی و ارائه راهکارهایی جهت رفع آنها، انجام گرفته است. در ابتدا با مطالعه ادبیات موضوع و تحقیقات انجام شده پیرامون موانع و مشکلات پروژه ها و نیز عوامل موفقیت و شکست سازمان ها در دستیابی به اهداف کیفی و همچنین با توجه به نظر تعدادی از کارشناسان و خبرگان، چندعامل به عنوان چالش های اصلی در سازمان نوسازی مدارس شناسایی گردید. پس از آن، از طریق پرسشنامه نظرات تعدادی از دست اندرکاران پروژه های مقاومسازی ادارات  نوسازی مدارس یزد وسایر استانها  جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. سپس مشکلات اولویت بندی شده و چندین راهکاربا توجه به نظر خبرگان جهت برطرف نمودن اولویتهای اولیه  این چالش ها پیشنهاد  و ارایه گردید.

ادامه مطلب...
پایان نامه تحلیل ترک به شیوه‌ جزء‌های محدود

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : تحلیل ترک به شیوه‌ جزء‌های محدود

تعداد صفحات :98

چکیده:

در سال‌های‌‌کنونی، بهره‌جویی از ماده‌ی مرکب در ساخت و تقویت سازه‌ها بسیار گسترش یافته است. ساختار این ماده به گونه‌ای می‌باشد که امکان شکل‌گیری ترک در میان لایه‌ها وجود دارد. بر اثر افزایش بار، این ترک‌ها رشد می‌نمایند و سبب افت شدید در استحکام و سختی سازه می‌شوند. به‌کارگیری شیوه‌های عددی در این زمینه و دستیابی به پاسخ‌ها، درتخمین رفتار ترک، نقش مهمی دارد. شروع و گسترش شکست میان ‌لایه‌ای در ماده‌ی مرکب را با فن‌های عددی انجام می‌دهند. در این روش، جزء‎های چسبنده را به همراه نمودار رفتاری ویژگی‎های ماده به کار می‌برند و رشد ترک را بررسی می‌کنند. خاطر نشان می‌سازد، یک نمودار رفتاری ماده‌ی مناسب در بهبود پاسخ‎ها اثرگذار است. ازاین رو، یک جزء پیشنهاد می‌گردد و در نمونه‌های عددی به کار می‌رود و ویژگی‌های آن ارزیابی می‌شود. درستی پاسخ‌ها در شکست میان لایه‌ای ماده‌ی مرکب با شیوه‌ی عددی راست آزمایی خواهد شد. نمونه‌های عددی آشکار می‌کنند که جزء‌ چسبنده‌ی پیشنهادی با شمار تحلیل کم، پاسخ‌های با دقت خوب را به دست می‌دهد.

ادامه مطلب...
پایان نامه تحلیل تنش های پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو و سخت کننده

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : تحلیل تنش­ های پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو و سخت­ کننده

تعداد صفحات :150

چکیده:

در فرآیند جوشکاری بعد از مرحله­ی سرد شدن جسم، به علت توزیع ناهمسان دما، تنش­هایی در آن باقی می­ماند که تنش‌های پسماند نامیده می­شود. برای به دست آوردن این تنش­ها باید تاریخچه دمایی جسم در طی فرآیند جوشکاری در دسترس باشد. برای این منظور ابتدا یک تحلیل حرارتی صورت می­گیرد تا تاریخچه دمایی جسم به دست آید. با داشتن تاریخچه دمایی و انجام تحلیل مکانیکی، تنش­ها و تغییرشکل‎های پسماند به دست می­آید.

در این پژوهش، با استفاده از روش اجزای محدود ناخطی در نرم­افزار ANSYS، تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش برای صفحات دارای بازشو و سخت­کننده انجام‌گرفته و تنش­های پسماند به دست آمده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که در اثر وجود بازشو و سخت­کننده در صفحات، مقدار تنش­های پسماند ناشی از جوشکاری ممکن است به میزان 30 درصد تغییر یابد. بررسی اثر فاصله سخت­کننده ­از محور جوش نشان می­دهد که با افزایش این فاصله تا 6 برابر ضخامت صفحه، تنش­های پسماند کاهش می­یابد و از این فاصله به بعد، سخت­کننده تأثیر چندانی در کاهش تنش‌های پسماند ندارد. با توجه به نتایج حاصل مشاهده می­شود که با انتخاب سخت‌کننده با مساحت سطح مقطع یکسان ولی با ضخامت بیشتر تا حدود 20 درصد از مقدار تنش­های پسماند کاسته می­شود. بررسی تنش­های پسماند در صفحات دارای بازشو و سخت­کننده با ابعاد مختلف نشان می­دهد که نسبت ابعاد صفحات تأثیری در مقدار و محل بیشینه تنش­های پسماند ندارد.

 

ادامه مطلب...
پایان نامه تحلیل هیدرودینامیکی سکوی نیمه شناور خرپایی تحت امواج تصادفی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه های دریایی

عنوان : تحلیل هیدرودینامیکی سکوی نیمه شناور خرپایی(TSP) تحت امواج تصادفی

تعداد صفحات:126

چکیده:

سکوی نیمه شناور خرپایی یک سازه جدید در صنعت سازه های فراساحل است که از یک قسمت خرپایی برای ایجاد جرم اضافه با استفاده از صفحات افقی استفاده می کند. در این پایان نامه این سازه با استفاده از قسمت خطی معادله موریسون تحلیل می شود و نتایج با تحلیل سکو به روش تئوری تفرق خطی مقایسه می شود. هدف از این تحلیل معرفی یک روش محاسباتی ساده برای تحلیل سازه هایی با ابعاد بزرگ مانند سکوی حاضر است. نزدیکی قابل قبول نتایج تحلیل با نتایج مدل تست و نتایج تحلیل با روش تفرق نشان می دهد که استفاده از معادله موریسون می تواند برای محاسبه نیروهای وارد بر سازه های بزرگی مانند سکوی مورد مطالعه روش مناسبی باشد و تا مقدار زیادی باعث ساده تر شدن محاسبات شود بدون آن که از کیفیت نتایج چشم پوشی کند. نکته مهم در این خصوص، وابستگی نتایج به ضرائب هیدرودینامیکی انتخابی است که در صورت درست انتخاب شدن باعث ایجاد نتایج صحیح می شوند.

ادامه مطلب...
پایان نامه تشخیص آسیب در پل های فولادی با استفاده از الگوریتم های تکاملی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : تشخیص آسیب در پل های فولادی با استفاده از الگوریتم­های تکاملی

تعداد صفحات :179

چکیده:

دوره بهره برداری از سازه­های ساخته شده به دست بشر محدود بوده و تحت ه‍یچ شرایط‍ی ابدی نیست. وجود عوامل مختلف داخل‍ی و خارج‍ی باعث م‍ی­شوند که اجزای سازه دچار آس‍یب شده و سازه تحت بارهای بهره­برداری دچار مشکل جدی و حت‍ی به طور کامل منهدم شود. شناسایی آسیب در یک سازه در دهه­های اخ‍یر توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است، زیرا کشف زود هنگام آسیب م‍ی­تواند از خراب‍ی فاجعه بار سازه­ها جلوگیری کند. همچن‍ین در صورت تشخ‍یص و رفع به موقع ع‍یوب و آسیب م‍ی­توان به عمر مف‍ید سازه­ها افزود و باعث استفاده به‍ینه از سرمایه مل‍ی و صرفه جویی در مصرف منابع گردید.

 در این میان سنجش سلامتی پل­ها و اطمینان از سطح ایمنی آنها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. رخداد آسیب­های کوچک، گرچه کارایی پل­ها را مختل نمی­سازد، اما می­تواند رفتار سازه را در برابر بارهای ضربه­ای و ناگهانی تحت الشعاع قرار دهد و به انهدام ناگهانی ستون­ها یا عرشه­ی پل منجر شود. در این پایان نامه ، روش­هایی نوین، برای تشخیص آسیب در سازه پل­های فولادی با استفاده از اطلاعات استاتیکی و دینامیکی پیشنهاد گردیده است. برای این منظور، مسأله­ی تشخیص آسیب در پل­ها، بصورت یک مسأله­ی معکوس تعریف و توابع هدف مختلفی پیشنهاد شده است. سپس با کمک روش­های بهینه­یابی تکاملی به حل مسأله­ و یافتن پاسخ­های بهینه این توابع هدف پرداخته شده است. روش­های بهینه­یابی تکاملی، بر مبنای پدیده­های طبیعی استوار بوده و قابلیت جستجوی فضای پاسخ را با رویکردی آماری-احتمالاتی دارا می­باشد و لذا قادرند مسائل پیچیده را با سرعت بسیار بالایی مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. بنابراین از الگوریتم­های متعددی نظیر ژنتیک، اجتماع ذرات، انفجار بزرگ و گروه ذرات باردار در بهینه­یابی استفاده شده است. برای یافتن پاسخ مناسب، سعی و خطای بسیار صورت پذیرفته است. در ادامه به منظور بررسی کارایی روش­های ارائه شده، از مثال­های عددی مختلفی نظیر تیر، چهار نوع خرپا و پل قوسی شکل استفاده شده و تحت سناریوهای آسیب مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیرات عواملی چون نوفه­ها، تعداد مودهای محدود، بررسی شده است. همچنین در مثالی نیز برای کاهش اثرات انتخاب نوع الگوریتم بر پاسخ­ها، سازه بزرگی با الگوریتم­های مختلف بررسی و مورد تشخیص آسیب قرار گرفته است. نتایج در مورد تمام سازه­های بررسی شده نشان دهنده کارایی و صحت روش­های پیشنهادی با حضور نوفه در سطح­های بالاست. برای حصول اطمینان از درستی روش پیشنهادی برای تشخیص آسیب در سازه­های واقعی، از نتایج آزمایشگاهی یا مثال­های شاهد موجود در این زمینه با هر دو روش پیشنهادی استفاده گردیده است. در نهایت ملاحظه گردید در تشخیص آسیب توسط روش پیشنهادی دوم در سازه­های با تعداد اعضای بیشتر و پیچیده­تر، الگوریتم گروه ذرات باردار در مقایسه با سه الگوریتم دیگر جواب­های دقیق­تری نتیجه داده است. همچنین این الگوریتم با جمعیت اندک و تعداد تکرار کمتر قادر به شناسایی مکان و مقدار آسیب در المان­های آسیب دیده با دقت بالایی بوده است. در مورد سازه­های با تعداد اعضا متوسط و تعداد آسیب­های کمتر، الگوریتمPSOPC  جواب­های بهتری ارائه داده است. همچنین لازم به ذکر است در سازه­های با تعداد متوسط اعضا و تعداد آسیب­های بیشتر، الگوریتمBB-BC دارای همخوانی بیشتری با روش پیشنهادی و در نتیجه دقت بالاتری بوده است. در انتها می­توان گفت نتایج بدست آمده، مؤید کارایی و دقت مناسب روش­های پیشنهادی در تشخیص آسیب در پل­ها با وجود نوفه بالا می­باشد.

ادامه مطلب...
 تعیین تابع امپدانس ترکیبی افقی و گهواره ­ای برای یک پی مستطیلی صلب مستقر بر یک نیم­ فضای ایزوتروپ ج

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : تعیین تابع امپدانس ترکیبی افقی و گهواره ­ای برای یک پی مستطیلی صلب مستقر بر یک نیم­ فضای ایزوتروپ جانبی

تعداد صفحات :93

چکیده:

در این پایان‌نامه توابع امپدانس[1] افقی، گهواره‌ای (خمشی) و توام افقی- گهواره‌ای شالوده‌های مربع مستطیلی مستقر بر سطح محیط خاکی با رفتار ایزوتروپ جانبی و ارتجاعی به‌روش تحلیلی در فضای فرکانسی به‌دست می‌آیند به‌طوری که می‌توانند به صورت پارامترهای متمرکز جایگزین خاک زیر شالوده شوند. بدین منظور ابتدا معادلات حاکم بر سیستم مشترک شالوده و خاک زیر آن در دستگاه مختصات استوانه‌ای بیان شده و بر حسب مؤلفه‌های بردار تغییرمکان به‌صورت یک سری معادله دیفرانسیـل درگیر با مشتقات جزئی نوشته می‌شوند. برای مجزاسازی این معادلات از توابع پتانسیلی[2] که توسط اسکندری قادی در سال 2005 ارائه شده، استفاده می‌شود. معادلات به‌دست آمده با استفاده از سری فوریه نسبت به ‌مختصه زاویه‌ای و تبدیل هنکل نسبت به ‌مختصه شعاعی در دستگاه مختصات استوانه‌ای برای بار متمرکز حل شده و توابع گرین تغییرمکان و تنش به‌دست می‌آیند. با تبدیل مختصات از دستگاه قطبی به ‌دستگاه دکارتی، نتایج در دستگاه مختصات دکارتی نوشته شده و با استفاده از انتقال دستگاه مختصات، توابع گرین برای محل اثر دلخواه نیروی متمرکز خارجی تعیین می‌شوند. سپس با بکارگیری اصل جمع آثار قوا (بر هم نهی)، تغییرمکان‌ها و تنش‌ها در محیط ناشی از بارگذاری سطحی با شکل دلخواه به‌صورت انتگرالی به‌دست می‌آیند. در حالت کلی این انتگرال‌ها به‌صورت تحلیلی قابل استحصال نبوده و باید به‌صورت عددی برآورد شوند. برای مدل‌سازی شالوده صلب، لازم است تغییرمکان نقاط مختلف شالوده چنان نوشته شوند که تغییر فاصله نقاط مختلف شالوده را غیر ممکن سازد. به‌منظور اعمال این شرط به ‌شکل عددی، تنش تماسی شالوده و خاک زیر آن به ‌فرمت اجزاء محدود با المان‌های جدید تحت نام المان گرادیانی پویا[3] نوشته شده و با ارضاء شرایط مرزی تغییرمکانی مسئله، توابع تنش، تغییرمکان و سختی افقی و خمشی (گهواره ای) شالوده صلب مستطیلی تعیین می‌شوند. بدین ترتیب تنش تماسی زیر شالوده صلب تعیین شده و از آن اندازه نیروی تماسی و یا گشتاور خمشی برای تغییرمکان افقی و گهواره ای هر یک با دامنه ثابت به‌دست می­آیند. ماتریس تبدیل بردار تغییر مکان- تغییر زاویه به بردار نیروی افقی- گشتاور خمشی را ماتریس توابع امپدانس می­نامیم. این ماتریس با داشتن دو بردار فوق تعیین می­شود. نشان داده می‌شود که نتایج به‌دست آمده حاصل از این روش برای محیط ایزوتروپ بر نتایج قبلی ارائه شده توسط لوکو[4] ومیتا[5] وگوییزنا[6] منطبق است. همچنین نتایج برای حالت استاتیکی با حدگیری از نتایج اصلی برای زمانی که فرکانس تحریک به سمت صفر میل می­کند، به‌دست می‌آیند. در صورتی‌که فرکانس تحریک به ‌سمت صفر میل کند و رفتار محیط به‌طور حدی به‌سمت ایزوتروپ میل کند، نتایج ناشی از تغییر مکان استاتیکی برای محیط ایزوتروپ به‌صورت بسته به‌دست می‌آیند.

فصل اول: معادلات کلی حاکم بر انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ جانبی و شرایط مرزی مسأله

1-1- مقدمه

به علت اثر گذاری سازه بر خاک و خاک بر سازه تحلیل دینامیکی سازه‌های سنگین مستقر بر سطح زمین (شکل 1-1) نیاز به در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه دارد، چه در غیر این صورت نتایج تحلیل سازه با دقت کم همراه خواهد بود. در این موارد همواره برای داشتن طرح مطمئن نیاز به ‌ساده‌سازی‌های محافظه کارانه و در نتیجه غیراقتصادی می‌باشد. یکی از راه‌های در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، تحلیل مجموعه سازه و خاک با استفاده از روش اجزا محدود و در نتیجه با المان‌بندی زمین زیر ساختمان (شکل 1-2) می‌باشد. تحلیل سازه به‌همراه زمین مطابق این روش اولاً بسیار پرهزینه بوده و ثانیاً به‌علت عدم توانایی المان‌بندی زمین تا بی‌نهایت از دقت مناسب برخوردار نیست. به‌علاوه از آنجایی که سختی المان‌های خاک با ابعاد مختلف متفاوت می‌باشد، آنالیز انتشار امواج به ‌این روش، امواج انعکاسی و انکساری غیر واقعی در اختیار قرار می‌دهد که به‌نوبه ‌خود دقت محاسبات را کاهش می‌دهد. به‌همین علت با ارزش خواهد بود که توابع امپدانس شالوده‌ها به‌روش تحلیلی به‌دست آیند و جایگزین خاک زیر شالوده گردند (شکل 1-3). تعیین این توابع امپدانس نیاز به ‌تحلیل محیط نیم بی‌نهایت تحت بارگذاری دلخواه در محل استقرار شالوده دارد. از طرفی رفتار خاک زیر شالوده به‌علت پیش‌تحکیمی در طول زمان ایزوتروپ نبوده، بلکه بیشتر شبیه رفتار ایزوتروپ جانبی می‌باشد. در نتیجه به‌منظور واقعی‌تر کردن تحلیل فوق‌الذکر، در این پایان‌نامه محیط ایزوتروپ جانبی به‌عنوان محیط مبنا در نظر گرفته شده و تحت اثر ارتعاش توام افقی و گهواره ای یک شالوده سطحی صلب مربع مستطیل در فضای فرکانسی مورد تحلیل قرار می‌گیرد.

انتشار امواج[1] در یک محیط ناشی از بارگذاری خارجی از جمله مباحثی بوده است که در قرن گذشته بسیاری از محققان و مهندسان در زمینه ریاضیات کاربردی و مکانیک مهندسی را به ‌‌خود جلب کرده است. انتشار امواج در یک محیط ارتجاعی به ‌معنی انتقال تغییر شکل از یک نقطه به ‌نقطه دیگر می‌باشد. بر اساس اصول مکانیک محیط‌های پیوسته، تغییرشکل‌ها مولد تنش‌ها می‌باشند. بنابراین به‌همراه انتقال تغییر شکل‌ها، تنش‌ها نیز از یک نقطه به ‌نقطه دیگر منتقل می‌شوند. به‌همین علت گاهی انتشار امواج در محیط ارتجاعی به‌نام انتشار امواج تنشی[2] نیز نامیده می‌شود. مقاله پایه‌ای در زمینه انتشار امواج مربوط به ‌لمب (Lamb) در سال 1904 می‌باشد [1]. او در این مقاله، انتشار امواج ناشی از یک بار هارمونیک وارد بر یک محیط ایزوتروپ و ارتجاعی نیمه بینهایت را در دو حالت دو بعدی و سه بعدی بررسی کرده و میدان تغییرمکان آنها را به‌دست آورده است. در این مقاله نیروی متمرکز بر حسب زمان  به‌صورت تک هارمونیکی در نظر گرفته شده است به‌طوری که  فرکانس تغییرات نیرو بر حسب زمان می‌باشد. به‌علت تغییرات هارمونیکی محرک (نیروی)، پاسخ سیستم شامل میدان‌های تغییرمکان، کرنش و تنش نیز به‌صورت هارمونیکی بر حسب زمان تغییر می‌کنند1، به‌همین علت جمله  از معادلات حرکت در غیاب نیروهای حجمی حذف شده و معادلات حرکت به‌صورت مستقل از زمان و وابسته به‌  نوشته می‌شوند. در این حالت مسأله انتشار امواج در فضای فرکانسی حل می‌شود. به‌علت حذف متغیر زمان، معادلات حرکت به ‌دستگاه معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی نسبت به ‌مکان تبدیل شده و در صورتی‌که محیط ایزوتروپ باشد تجزیه هلمهولتز همواره این دستگاه معادلات را به‌ معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی و مستقل از یکدیگر تبدیل می‌کند. معادلات حاکم بر توابع هلمهولتز، معادلات موج بوده که وابسته به دستگاه مختصات می­تواند با استفاده از روش فوریه2 (جداسازی متغیرها) و تبدیل هنکل3 و یا روش های دیگر حل شوند. لمب با استفاده از تبدیل انتگرالی هنکل معادلات حرکت را در حالت سه بعدی حل کرده است [1].

یکی از دلایل استفاده از تبدیلات در حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی کاهش متغیرهای مستقل معادله وتبدیل آن به ‌معادله دیفرانسیل معمولی می‌باشد [17]. در حل مسائل مربوط به ‌محیط‌های نا‌متناهی، معمولاً شرایط مرزی به‌صورت توابع قطعه‌ای پیوسته[1] وجود دارند و تبدیلات انتگرالی[2] این شرایط را به‌صورت توابع پیوسته در فضای تبدیل یافته[3] در می‌آورند. این موضوع یکی دیگر از دلایل استفاده از تبدیلات انتگرالی می‌باشد، چه در غیر این صورت شرایط مرزی به‌صورت مختلط و پیچیده در می‌آیند .

بعد از لمب محققان زیادی در زمینه انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ تحقیق کرده‌اند و تحقیقات گسترده‌ای را ارائه کرده‌اند که از آن جمله می‌توان اشخاص زیر را برشمرد:

[Achenbach (1973), Apsel (1979), Aki and Richards (1980), Apsel and Luco (1983), Micklowitz (1984), Pak (1987)]

انتشار امواج در محیط‌های ناهمسان[4] در گذشته کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در حال حاضر با توجه به ‌استفاده روز افزون از مواد ناهمسان نیاز به ‌تحقیقات در زمینه انتشار امواج در این محیط‌ها بیشتر احساس می‌شود. برای مثال مواد کامپوزیت که در سال‌های اخیر در زمینه علوم مهندسی کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند دارای خاصیت نا‌همسانی می‌باشند. از سوی دیگر در زمین‌هایی که خاک تحت اثر نیروی ثقل رسوب کرده است و نهشته‌های طبیعی سربار شده روی هم تشکیل داده است، خاصیت ناهمـسانی وجود دارد.

اما با توجه به ‌ملاحظات کاربردی در زمینه مهندسی محیط‌های ناهمسان معمولاً به‌صورت ایزوتروپ جانبی[5] و یا ارتوتروپیک[6] مدل‌سازی می‌شوند. یکی از بررسی‌های اولیه در زمینه انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ جانبی توسط Stoneley در سال 1949 انجام گرفته است [2]. او نشان داد که وجود مواد با خاصیت ایزوتروپ جانبی می‌تواند منجر به ‌تفاوت‌های قابل توجـهی در زمینه انــتشار امواج نسبت به ‌مواد ایزوتروپ گـردد.

Synge در سال 1957، انتشار امواج ریلی[7] در محیط‌های ایزوتروپ جانبی را بررسی کرده است و نتیجه گرفته که این امواج فقط در صورتی در این محیط‌ها منتشر می‌شوند که محور ایزوتروپی محیط یا عمود بر سطح آزاد و یا موازی این سطح باشد [3]. همچنین او بیان داشته است که امواج ریلی معمولی (در محیط‌های ایزوتروپ) موازی سطح آزاد محیط منتـشر می‌شوند در حالی‌که امواج ریلی کلی (در محیـط‌های نا‌ایزوتروپ) می‌توانند با شیب نسبت به ‌سطح آزاد منتشر شوند [3].

Rajapakse و Wang در سال1991 تغییرمکان‌ها و تنش‌های ناشی از ارتعاش هارمونیک یک جسم صلب در یک محیط ارتوتروپ دو بعدی را به‌دست آورده‌اند [4]. همچنین آنها تغییرمکان‌ها و تنش‌های ناشی از ارتعاش هارمونیک نیروی موثر بر پیرامون یک دایره مدفون در یک محیط ایزوتروپ جانبی را در حالت سه بعدی تعیین کرده‌اند [5]. در این مقاله، آنها دستگاه معادلات حرکت را با استفاده از سه تابع پتانسیل به ‌دو معادله درگیر[8] و یک معادله مستقل تبدیل کرده و بدون اثبات کامل بودن توابع پتانسیل اختیار شده معادلات به‌دست آمده را با استفاده از تبدیلات انتگرالی حل کرده‌اند.

رحیمیان و همکاران [16] مسأله لمب را برای محیط ایزوتروپ جانبی پیگیری کرده و معادلات حرکت را با استفاده از توابع پتانسیل اسکندری قادی [7] به‌صورت مستقل در‌آوردند. معادلات به‌دست آمده از توابع پتانسیل را به ‌کمک سری فوریه در امتداد زاویه‌ای و تبدیل هنکل در امتداد شعاعی در یک دستگاه مختصات استوانه‌ای حل کردند. اسکندری قادی و همکاران [8] نیز یک نیم‌فضای ایزوتروپ جانبی متشکل از یک لایه فوقانی و یک محیط نیمه بی‌نهایت تحتانی با رفتار ایزوتروپ جانبی تحت اثر نیروهای سطحی هارمونیکی را تجزیه وتحلیل کرده و با استفاده از توابع پتانسیل ارائه شده توسط اسکندری قادی حل کرده­اند.

تعیین توابع امپدانس مربوط به شالوده های مستقر بر محیط نیم بینهایت از مسائلی است که مورد توجه مهندسین ساختمان و محققین ریاضی کاربردی بوده است. اسکندری قادی و همکاران در سال های 2010، 2011 و 2012 توابع امپدانس قائم و خمشی شالوده دایره­ای صلب مستقر بر محیط ایزوتروپ جانبی به روش تحلیلی و با حل معادلات انتگرالی دوگانه حل کرده­اند. همچنین اسکندری قادی و همکاران توابع امپدانس افقی و خمشی را برای شالوده صلب مستطیلی مستقر بر محیط ایزوتروپ جانبی را با فرض شرایط مرزی مستقل و به کمک ترکیب روش های تحلیلی و عددی به­دست آورده­اند.

 در این پایان‌نامه در ابتدا معادلات حاکم شامل معادلات تعادل، روابط تنش-کرنش یا معادلات رفتاری و روابط کرنش-تغییرمکان در سیستم مختصات استوانه‌ای بیان شده و در ادامه معادلات حرکت بر حسب مولفه‌های بردار تغییرمکان به‌دست می‌آیند. این معادلات یک دسته معادلات دیفرانسیل درگیر با مشتقات جزئی می‌باشند که برای مجزا‌سازی آنها از توابع پتانسیل ارائه شده توسط اسکندری قادی در سال 2005 استفاده می‌شود. در ادامه به ‌کمک سری فوریه و تبدیل هنکل توابع پتانسیل در فضای تبدیل یافته به‌دست می‌آیند.

با استفاده از روابط تغییرمکان-توابع پتانسیل، تغییرمکان‌ها و تنش‌ها در فضای تبدیل‌یافته به‌دست می‌آیند. استفاده از سری فوریه و قضیه تبدیل معکوس، این توابع را در فضای واقعی به‌صورت انتگرالی در اختیار قرار می‌دهد. این نتایج برای نیروی متمرکز  با امتداد دلخواه موثر بر محل دلخواه در سطح نوشته می‌شوند تا توابع گرین تغییرمکان و تنش به‌دست آیند. با استفاده از توابع گرین به‌دست آمده و نیز استفاده از اصل جمع آثار قوا، تغییرمکان‌های هر نقطه ناشی از نیروی سطحی موثر بر هر سطح دلخواه از جمله سطح مستطیلی به‌دست می‌آیند. مجموعه تغییر مکان های افقی صلب و قائم ناشی از دوران صفحه صلب هر نقطه از صفحه بر حسب تغییر مکان افقی مرکز سطح صفحه، ، و دوران کل صفحه حول محور افقی گذرنده از مرکز سطح، ، به عنوان شرایط مرزی نوشته می­شوند. تنش ها نیز در سطح نیم فضا و در خارج از محل صفحه مستطیلی به عنوان شرایط مرزی معلوم می­باشند.شرایط در دوردست نیز شرایط مرزی باقیمانده این مساله می­باشند. با توجه به اینکه از تبدیل انتگرالی برای حل معادله دیفرانسیل حاکم بر توابع پتانسیل استفاده شده است، شرایط مرزی در سطح نیم فضا به صورت یک جفت معادله انتگرالی دوگانه که درگیر می­باشند در می­آیند. از آنجایی که هندسه مربوط به شالوده پیچیده بوده و با یک سطح مختصات تعریف نمی­شود، حل تحلیلی معادلات انتگرالی دوگانه بسیار پیچیده می­باشد. لذا با بکارگیری روش اجزا محدود در محدوده تماس شالوده و نیم فضا، مجموعه معادلات انتگرالی فوق به صورت دستگاه معادلات جبری نوشته شده و توابع مجهول شامل تنش تماسی افقی و قائم در نقاط گره ای به­دست می­آیند. از آنجایی که شالوده صلب می­باشد، این تنش های تماسی در لبه ها و گوشه­های شالوده رفتار تکین داشته و لذا با استفاده از توابع شکلی که قابلیت مدلسازی رفتار تکین را دارند، تنش­های تماسی طوری به­دست می­آیند که این رفتار را مدلسازی نمایند. پس از تعیین تنش های تماسی می­توان نیروی افقی کل و نیز گشتاور لازم برای تغییر مکان های فوق الذکر را تعیین کرد. به این ترتیب بردار تغییر مکان کل صفحه و نیروهای کل مربوطه در اختیار می­باشد. ماتریس تبدیل بردار تغییر مکان به بردار نیروهای کل (نیروی افقی و گشتاور خمشی) را ماتریس امپدانس می­نامیم. با برقراری ارتباط دو بردار فوق، این ماتریس تعیین می­شود. این ماتریس شامل 4 درایه ، ،  و  است که به ترتیب تابع امپدانس افقی، تابع امپدانس خمشی یا گهواره­ای و تابع امپدانس توام افقی- گهواره­ای نام دارند. نشان داده می‌شود که نتایج به‌دست آمده حاصل از این روش برای محیط ایزوتروپ بر نتایج قبلی ارائه شده توسط Luco و Mita و گوییزینا منطبق است [10]. همچنین در این پایان‌نامه، نتایج برای حالت استاتیکی  با حدگیری از نتایج اصلی، به‌دست می‌آیند. در صورتی‌که  و رفتار محیط به‌سمت ایزوتروپ میل کند، نتایج استاتیکی برای محیط ایزوتروپ به‌دست می‌آیند. برای نشان دادن اثر میزان ناهمسانی نتایج عددی برای محیط‌های ایزوتروپ جانبی با ناهمسانی متفاوت ارائه شده و اختلاف نتایج مورد بحث قرار می‌گیرد.

1 piecewise continuous  function

2 Integral transforms

3 Transformed domain

1 Anisotropic

2 Transversely isotropic

3 Orthotropic

4 Rayleigh waves

5 Coupled

1 Waves Propagation

2 Stress waves propagation

1 Eringen, A.C. and suhubi, E.S.(1975), [Eringen and suhubi, 1975] Elastodynamics, vol. II, Academic Press, New York.

2 Fourier method

3 Hankel transform

1 Impedance function

2 Potential function

3 Adaptive Gradient Element

4 Luco

5 Mita

6 Guzina

تعداد صفحه : 93

 

ادامه مطلب...
تعیین فشار هیدرودینامیک در مخزن سدهای بتنی وزنی تحت اثر بار دینامیکی با احتساب ویسکوزیته سیال

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : تعیین فشار هیدرودینامیک در مخزن سدهای بتنی وزنی تحت اثر بار دینامیکی با احتساب ویسکوزیته سیال

تعداد صفحات : 146

چکیده:

با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به ذخیره سازی آب از یکطرف و پیشرفت علم و تکنولوژی از طرف دیگر، ساخت سد ها را برای توسعه منابع آب،  به منظور ذخیره سازی آن توجیه پذیر می نماید. سدهای بتنی بلند که به فرم مدرن خود از اوائل قرن بیستم مورد توجه قرار گرفتند تحت تاثیر فشار هیدرودینامیکی قابل توجه آب مخزن تحت اثر زلزله قرار می گیرند.  تعیین مقادیر فشارهای هیدرودینامیکی در تحلیل لرزه ای که بطور کلاسیک از سال 1933 با فرضیات ساده شونده ای شروع گردیده بدلیل پیچیدگی آن همچنان مورد توجه محققین می باشد.

در این تحقیق معادله حاکم بر محیط مخزن با در نظر گرفتن اثر لزجت سیال با فرض سد صلب و شرایط متفاوت مرزی در محیط مخزن مورد توجه قرار گرفته و حل دقیق آن در فضای فرکانسی و نیز فضای زمانی تحت تحریک هارمونیک افقی و قائم برای لزجت های مختلف سیال مخزن ارائه گردیده است.  

نتایج نشان می دهند که لزجت سیال بر فرکانس تشدید مخزن تاثیر گذاشته و باعث ایجاد تغییراتی در آن نسبت به حالتی که لزجت در نظر گرفته نمی شود می گردد. این تغییرات در فرکانس های تحریک نزدیک به فرکانس تشدید مخزن برروی فشار هیدرودینامیک نسبت به حالتی که لزجت صفر فرض می گردد نسبتا قابل توجه می باشد.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

با توجه به توسعه روز‌افزون صنعت و رشد جمعیت و نیاز کارگاه‌ها و صنایع کوچک و بزرگ و کشاورزی به مصرف آب در کشورمان نیاز به حفظ و نگهداری منابع آبی و تنظیم جریانهای آبی در کشور بیش از پیش احساس می‌شود. یکی از مهمترین روشهای تنظیم جریانهای رودخانه ساخت سد می‌باشد. در مسیر ساخت و بهره‌برداری از یک سد ابتدایی‌ترین گام بررسی مدل ریاضی سد و نیروهای وارد بر سازه سد می‌باشد. در این مسیر دو شیوه متفاوت جهت تحلیل وجود دارد.

1- تخلیل استاتیکی

در این روش، مسئله با توجه به دانش مقاومت مصالح و قوانین پایداری استاتیکی بررسی می‌شود. در این روش تمام نیروها به صورت استاتیکی بررسی می‌شوند و سیال هم مانند خواصی که یک جسم صلب دارد تراکم‌ناپذیر در نظر گرفته می‌شود، که همراه با سد جا به جا می‌شود و پاسخ‌های سازه مستقل از زمان بدست می‌آیند.

در این روش با اعمال ضریبی به نام ضریب بار یا فاکتور ضربه، بارهای دینامیکی را به بارهای استاتیکی معادل تبدیل و رفتار سازه در حالت استاتیکی تعیین می‌شود. در محاسبه نیروی زلزله به این روش در سدهای بتنی، اثر نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی و قائم بر حسب ضریبی از جرم سازه به طور یکنواخت در ارتفاع سد در نظر گرفته می‌شود. این ضریب توسط محاسبات ریاضی و با استفاده از تجربیات و قضاوت مهندسی تعیین می‌گردد.

همچنین نیروی هیدرودینامیکی سیال به صورت جرم افزوده معادل جایگزین می گردد. این نیرو به نیروی هیدرواستاتیک اعمالی از طرف مخزن باید اضافه شود. وزن سیال معادل، مقداری از سیال پشت سد می باشد که فرض می شود همراه با سد جابجا می شود که به شکل جرم اضافی در نظر گرفته می شود.

2- تحلیل دینامیکی

در این روش با حل معادله حاکم بر رفتار سیستم سد- مخزن و در یک بازه زمانی، پاسخ ها ( تغییر مکان، فشار، تنش و… ) بدست می‌آید. این پاسخ‌ها وابسته به زمان می باشد. تحلیل دینامیکی سیستم سد و مخزن را به دو شیوه می‌توان بررسی نمود:

1- بدون در نظر گرفتن اندرکنش1 سد و مخزن.

2- با در نظر گرفتن اندرکنش سد و مخزن.

تحلیل سازه‌ها در مقابل نیروهای دینامیکی ناشی از زلزله، انفجار، باد، برخورد امواج، بارهای متحرک و … به علت طبیعت متغیر این نیروها، نسبت به تحلیل استاتیکی کاری مشکل، پرهزینه و وقت‌گیر می‌باشد. لیکن از آنجائیکه نیروهای ناشی از زمین لرزه از موارد بسیار مهم و تعیین‌کننده در طراحی سازه ‌های بزرگ بخصوص سدها می‌باشد، لزوم آنالیز دینامیکی اجتناب ‌ناپذیر است. میزان دقت در ارزیابی این نیروها، به مدل سازه، مقدار بار دینامیکی و مدل ریاضی انتخابی بستگی دارد.

به طورکلی فرضیات مورد استفاده در اغلب تحلیل سیستم‌های سد- مخزن توسط محققین به شرح زیر می باشد:

1- رفتار مصالح اعم از آب، بتن ارتجاعی2 و خطی3 فرض می‌گردد.

2- محیط مورد مطالعه (آب یا جسم سد) همگن4 و هموژن5 فرض می‌گردد.

3- آب مخزن، غیرچسبنده1 فرض می‌شود.

4- حرکت آب مخزن غیرپیچشی2 و با دامنه کم می‌باشند.

5- امواج غیرسطحی در نظر گرفته نمی‌شود.

6- پی سد صلب در نظر گرفته می‌شود.

7- مولفه افقی حرکت زمین عمود بر محور سد می باشد.

8- سد بسیار  عریض بوده به صورتی که سیستم سد و مخزن دو بعدی بررسی می‌گردد.

9-مخزن سد در امتداد بالادست تا بی نهایت ادامه می یابد.

بتدریج با گسترش روش های تحلیلی وعددی بعضی از فرضیات مذکور حذف و مسئله به واقعیت نزدیکتر گردید.

2-1- آشنایی با رفتار دینامیکی سیستم سد- مخزن

سیستمی متشکل از یک سد بتنی وزنی طویل که بر روی پی صلب قرار دارد و مخزنی با کف افقی که تا بی‌نهایت ادامه داشته باشد مطابق شکل (1-1) در نظر گرفته می شود.

به هنگام وقوع زلزله، سد که به زمین متصل است به نوسان واداشته می‌شود در حالی که حجم عظیم آب پشت سد بدلیل نیروی برشی ناچیز بین کف مخزن و محیط سیال، مستقیماً تحت تأثیر حرکت زمین قرار نمی‌گیرد و تنها در اثر ارتعاشات سد در محیط مخزن امواج فشار هیدرودینامیک ایجاد می‌شوند که در تمام جهات از جمله به سمت بالادست مخزن منتشر می‌گردند و انرژی را با خود از محیط دور می‌کنند.

نیروهای دینامیکی مولد حرکت در سد عبارتنداز: نیروی اینرسی ناشی از حرکت زمین و نیروی هیدرودینامیک اعمال شده از طرف سیال بر وجه بالادست سد. ضمن اینکه فشارهای هیدرودینامیکی که در سیال مجاور سد ایجاد می‌شوند خود تابعی از حرکت سد می‌باشند. به این ترتیب دستگاه مطالعات دینامیکی حاکم بر حرکت سد و فشار هیدرودینامیک در محیط سیال، مستقل از یکدیگر نبوده و اصطلاحاً کوپله می‌باشند.

به طورکلی اندرکنش بین سد و مخزن موجب افزایش تنش‌های داخلی سد می‌گردد. هرچه سد انعطاف‌پذیرتر باشد معادلات سیستم درگیر‌تر خواهند بود و تأثیر اندرکنش بین سد و مخزن بر پاسخ دینامیکی سیستم بیشتر می باشد. برعکس، هرچه سد صلب‌تر باشد، تأثیر اندرکنش بین سد و مخزن بر پاسخ دینامیکی سیستم کمتر می باشد]1[.

3-1- هدف تحقیق

بطور کلی هدف از این تحقیق حل معادله دیفرانسیل حاکم بر رفتار مخزن با سیال لزج می باشد. بر این اساس شتاب افقی در مخزن سد در اثر ارتعاش بدنه سد و سپس شتاب قائم در مخزن سد در اثر ارتعاش در کف مخزن مورد بررسی قرار می گیرد. در حل این معادلات مسائلی چون اثر جذب کف، اثر موج سطحی و شرط انتشار انرژی در حالت بدون در نظر گرفتن اندرکنش سازه و سیال در نظر گرفته می شود.

4-1- ساختار پایان نامه

این تحقیق شامل پنج فصل می باشد، که فصل اول آن به مقدمه وکلیات تحقیق پرداخته است. در فصل دوم به روابط و مبانی دینامیک سیالات اشاره شده است و بعد از ارائه معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار سیستم سد- مخزن و شرایط مرزی و اولیه به بررسی انواع روش های حل معادلات دیفرانسیل پرداخته و نقاط قوت وضعف هر یک از روش ها بیان می گردد.

در فصل سوم خلاصه ای از مطالعات و کار های انجام یافته توسط محققین قبلی، ارائه شده است.

در فصل چهارم به حل معادلات حاکم بر سیستم سد- مخزن پرداخته و نتایج بدست آمده با نتایج مطالعات انجام شده توسط محققین قبلی کنترل می شود. همچنین در فصل چهارم اثرات پدیده های مختلفی چون اثر جذب کف، اثر موج سطحی، شرط انتشار موج در مخزن و تاثیر همزمان شتاب افقی و شتاب قائم زلزله بررسی شده است. فصل پنجم به جمع بندی نتایج بدست آمده از این تحقیق پرداخته و در نهایت به ارائه پیشنهادات برای تحقیقات آتی می پردازد.

1 interaction

2 elastic

3 linear

4 isotrope

5 homogenous

1 inviscid

2 irrotational

تعداد صفحه : 146

 

ادامه مطلب...
جداسازی فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از محیط آبی با استفاده از پلی‌پیرول و کامپوزیت های آن و م

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : محیط زیست

عنوان : جداسازی  فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از محیط آبی با استفاده از پلی‌پیرول و کامپوزیت های آن و مقایسه با جاذبهای متداول

تعداد صفحه:88

آب منشأ حیات است و زندگی بدون آن برای موجودات زنده امکان‌پذیر نمی‌باشد. نیاز انسان به آب، موضوعی کاملاً روشن و واضح می‌باشد که از قدیم مورد توجه انسانها بوده است. آبها مستقیم و غیرمستقیم، توسط فعالیتهای حیاتی انسان در معرض شدیدترین آلودگی‌ها قرار دارند. آلودگی عبارت است از وارد کردن مواد توسط انسان در محیط زیست، به طوری که در نتیجه این عمل منابع حیاتی یا سلامتی انسان، حیوانات و نباتات در معرض خطر قرار گیرند. وجود مواد در محیطهای مختلف در محدوده‌های خاصی مجاز و گاهی مطلوب است. آلودگی زمانی اتفاق می‌افتد که این مقادیر به طور ناگهانی افزایش قابل توجهی یابند و این افزایش موجب اختلال و ایجاد مشکلات در روند طبیعی و معمول پدیده‌ها شود. امروزه فاضلابهای صنعتی به عنوان یکی از معضلات اساسی، علی‌الخصوص در کشورهای در حال توسعه درآمده است. شاید بتوان گفت که این آلاینده‌های ناشی از صنایع، جزء سمی‌ترین مواد آلوده کننده محیط زیست می‌باشند[1]. در فاضلابهای صنعتی مواد مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها فلزات سنگین می‌باشند. فلزات سنگین در صنایع مختلف، از جمله معدنی، صنایع تولید تجهیزات الکتریکی، آبکاری فلزات[2]، کشاورزی، شیشه ‌سازی، پالایشگاههای نفت و مواد حفاظت چوب وارد محیط زیست می‌شوند[3].

فلزات سنگین عناصری سنگین‌تر از سدیم می‌باشند که وزن مخصوص آنها بیش از 2+  Pbاست. وزن مخصوص بزرگتر از 6 گرم بر سانتی‌متر مکعب و یا جرم اتمی بیش از 50 دارند. فلزات سنگین به دو دسته ضروری[1]و غیر ضروری[2] تقسیم می‌شوند. فلزات ضروری، در مقادیر جزئی به عنوان عناصر اصلی تلقی شده و در واقع مقادیر جزئی آنها در جیره انسان و سایر موجودات لازم است. حضور این عناصر در غلظتهای بیش از حد مجاز، عوارض سوء متعددی هم برای انسان و هم برای دیگر موجودات ایجاد می‌کند. فلزات غیر ضروری، فلزاتی هستند که در غلظتهای پایین برای انسان و اغلب موجودات زنده مضر و خطرناکند. فلزات سنگین ضروری مانند (کبالت، مس، آهن، روی، سلنیوم) و غیر ضروری از قبیل (جیوه، کادمیوم، سرب) می‌باشند[4].

 نقاط ذوب و جوش بسیار متفاوتی دارند. در جدول تناوبی، هر چه به طرف گازهای نادر پیش رویم، اکسید فلزات سنگین در طبیعت پایدارتر است و در سیستم بیولوژیکی با مولکولهای آلی ایجاد کمپلکس پایدار می‌نمایند[2]. فلزات سنگین نظیر آهن، روی، مس، برای تعدادی از آنزیم‌ها در حکم یک مرکز فعال می‌باشند. با این که این فلزات در غلظتهای کمی در بدن یافت می‌شوند، ولی اثرات فوق العاده‌ای در بدن دارند. آنزیمها توسط فلزات متلاشی شده و قدرت آنزیمی خود را از دست می‌دهند. فلزات در عمل سوخت و ساز بدن وارد شده و عمل متابولیسم را مختل می‌کنند. درجه سمی بودن فلزات سنگین را از سوی الکترونگاتیوتیه آنها می‌توان طبقه‌بندی کرد[4].

 

ادامه مطلب...
پایان نامه ضریب رفتار در اتصالات نیمه‌ صلب به روش تئوری و عملی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : زلزله

عنوان : ضریب رفتار در اتصالات نیمه‌صلب به روش تئوری و عملی

تعداد صفحات :105

چکیده:

برای طراحی سازه ها، استفاده از الگوی طراحی بر اساس ضریب رفتار مناسب ترین روش از نظر هزینه و زمان است. استفاده از اتصالات نیمه صلب درسازه ها علاوه بر این که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، بخاطر تعدیل در مقادیر نیروهای عضو مربوطه از نظر رفتار سازه ای و شکل پذیری بسیار بهتر عمل می کنند. درآیین نامه ها و مراجع موجود مباحث مربوط به شناخت اتصالات نیمه صلب و تأثیر آن بر خواص و رفتار سازه به اندازه اتصالات مفصلی و صلب گسترده نبوده و درحد تحقیقات و مباحث خاص مطرح شده است. در این پایان نامه سعی بر بررسی کامل ضریب رفتار در سازه های با اتصال نیمه صلب است. که  هدف از این تحقیق بدست آوردن ضریب رفتار در قابهای مقاوم خمشی با اتصالات نیمه صلب می باشد. بدین منظور دو نمونه اتصال کنسولی تیر به ستون مورد آزمایش قرار گرفته است که یکی اتصال تیر به ستون توسط نبشی بالا و پایین و دیگری با ورق بالا و پایین و تقویت لچکی در قسمت پایین کار ساخته شده است. این نمونه ها تحت بارگذاری مونوتونیک قرار گرفته شده تا نمونه ها به تنش تسلیم و در نهایت به شکست منجر شوند. مدل های ساخته شده تحت نرم افزارCatia  مدلسازی می شود که در نتیجه سازه ای با درصد گیرداری بدست آمده در سه، پنج و ده طبقه تحت نرم افزار Abaqus مدل می شود. در نهایب ضریب رفتار به روش یانگ در سازه های مذکور بدست می آید.

 

ادامه مطلب...
پایان نامه قدرت بازگردانندگی اعضای خرپایی آلیاژهای حافظه‌ شکل فوق ارتجاعی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : قدرت بازگردانندگی اعضای خرپایی آلیاژهای حافظه‌ شکل فوق ارتجاعی

تعداد صفحات :92

چکیده:

زلزله به عنوان یکی از مخرب ترین حوادث طبیعی قلمداد می شود. از این رو طراحی ایمن ساختمان ها در برابر زلزله یکی از پرحاشه ترین زمینه های مطرح در مهندسی عمران می باشد.یکی از روش های مناسب برای کاهش اثرات تخریبی زلزله و جدا شدن از روش های سنتی استفاده از سیستم ها و مصالح هوشمند است. از مهمترین گروه های این نوع مصالح میتوان به آلیاژهای هوشمند حافظه دار، که در اصطلاح به آن     SMA(Shape memory alloy) گفته میشود اشاره کرد . این نوع آلیاژها به علت دارا بودن تغییر شکل ماندگار ناچیز، از یک طرف باعث جلوگیری از آسیب زیاد به سازه در حین وقوع زلزله می شوند و از طرف دیگر با دارا بودن خاصیت ترمیم پذیری بالا امکان بهره برداری از سازه  را پس از وقوع زلزله فراهم می کنند.با توجه به نوین بودن این مصالح تحقیقات بسیار اندکی روی آن صورت گرفته و در صنعت ساختمان سازی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.در این پایان نامه سعی بر آن شده است که ضمن معرفی بیشتر این نوع مصالح و مکانیزم عملکرد آنها ،قدرت بازگردانندگی SMAها پس از تغییر شکل که به صورت نسبت تغییر شکل ماندگار پس از وقوع زلزله به ماکزیمم تغییر شکل تجربه شده در طول زلزله محاسبه میشود،  بررسی گردد. به علاوه، میزان تاثیر شتاب زلزله بر نحوه عملکرد SMA  ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.به این منظور یک سیستم یک درجه آزادی از این آلیاژ به صورت قطعه ای از یک بادبند در نرم افزار SAP و به صورت المان های link(ترکیبی از المان های ME و PW) مدل گردید.  مدل طراحی شده تحت بار102 زلزله مختلف با PGA بین o.2g تا  0.8g به روش تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی تحلیل شده و قدرت بازگردانندگی این قطعه بررسی گردید.

که در نهایت مشخص شد آلیاژهای حافظه شکل سوپر الاستیک این قابلیت را دارند که به طور میانگین حدود 86 درصد از تغییر شکل ایجاد شده در طول زلزله را بازگردانده و تنها حدود 14 درصد آن را جذب کنند که این مقدار نیز تا حدود زیادی با اعمال گرما از بین رفته و آلیاژ حافظه دار به نزدیکی شکل اولیه اش باز می گردد .در نتیجه ، استفاده از این آلیاژهای هوشمند در طراحی ساختمان ها کمک شایانی به کاهش اثرات تخریبی زلزله می تواند داشته باشد.

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

در این فصل ابتدا به معرفی آلیاژهای هوشمند حافظه شکل و خواص آنها پرداخته و در ادامه به بیان اهداف و ساختار پایان نامه می پردازیم.

1-1- معرفی آلیاژهای حافظه شکل

از زمان توجه به زلزله و اثرات مخرب آن در سازه های مختلف سالهاست که می گذرد و همچنان زلزله به عنوان یکی از مخربترین حوادث طبیعی معرفی می شود.

طراحی ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله همچنان یکی از پرحاشه ترین زمینه هائی است که مهندسی سازه با آن مواجه است، اما باافزایش دانش و اطلاعات نسبت به فعالیتهای لرزه ای و پاسخ های سازه ای و با دسترسی به فناوری جدید تمرکز فکری طراحان تغییر پیدا کرده است.خرابی بسیاری از سازه های طراحی شده با روش های سنتی و همچنین پیشرفت روش های تحلیلی و بهبود چشمگیر عملکرد یارانه ها از جمله عوامل تغییر در فلسفه طراحی سازه ها در سالهای اخیر بوده اند.امروزه ثابت شده که طراحی سازه ها به صورتی که برای مقابله با زلزله های شدید رفتار کاملاً الاستیک داشته باشند از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. امروزه به جای  طراحی ساده جهت جلوگیری از تخریب سازه ها سعی طراحان بر آن است که در مدت زمان وقوع زلزله از پدید آمدن خسارت سازه ای ماندگار در سازه جلوگیری کنند و حتی بهره برداری از سازه را پس از وقوع زلزله امکان پذیر سازند.

در نتیجه در طراحی سازه ها از روش هائی مانند کنترل غیر فعال سازه ها در برابر زلزله استفاده می شود. در این روش برخی اعضای سازه ای خسارت هائی را در هنگام زلزله شدید متقبل می شوند تا بدین وسیله تنش(تلاش) های وارد بر اعضای اصلی مانند ستون ها کاهش یافته و از این طریق سازه از آسیب عمده در امان بماند.

یکی از شیوه های جدید کنترل سازه ها در برابر زلزله استفاده از سیستم های هوشمند است.

سیستم های هوشمند در سازه های مهندسی سیستم هائی هستند که به طور خودکار قابلیت انطباق رفتار سازه در پاسخ به بارگذاری غیر مترقبه  را دارا می باشند تا بدین وسیله ایمنی ، افزایش عمر و کارائی سازه تامین گردد.

یکی از تکنولوژی های جدید که امکان دستیابی به این هدف را میسر می سازد ، ساخت و توسعه مواد هوشمند است.

مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت ها را به خاطر می سپارند و با محرک های مشخص می توانند به آن موقعیت بازگردند. یعنی در شرایط مختلف محیطی تغییر فیزیکی پیدا می کنند. به عبارت دیگر می توان گفت مواد و سازه های هوشمند اشیائی هستند که شرایط محیطی را حس میکنند و با پردازش اطلاعات بدست آمده نسبت به محیط واکنش نشان می دهند.

در اکثر موارد این مواد از توانائی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است.

دسته مهم و معروفی از مواد هوشمند فلزهائی هستند که به آلیاژهای حافظه دار (SMA)[1] معروفند.

هوشمند بودن این مصالح از آن جهت است که می توانند در فازهای متفاوت رفتاری ، پاسخ های  متفاوتی از خود نشان دهند. این مصالح هوشمند نه تنها به دلیل خاصیت میرائی خود باعث اتلاف انرژی در هنگام زلزله می شوند بلکه این قابلیت را دارند که بعد از وارد شدن زلزله سازه را به حالت اولیه برگردانند.

سه ویژگی ممتاز این مواد عبارتست از:حافظه داری ، سوپر الاستیسیته و قابلیت میرائی بالا.

الف) حافظه داری[2]  : SMA ها دارای نوعی خاصیت تعلیم پذیری می باشند که به آن اصطلاحاً اثر حافظه شکل می گویند. اثر حافظه شکل عبارت است از قابلیت بازیافت یک شکل معین وقتی که به آلیاژ تا دمای  معینی حرارت داده شود.

یعنی اگر SMA ها با ترکیب شیمیائی مشخص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند توانائی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشان می دهند.

این مواد را حافظه دار می نامند زیرا می توان آنها را به هر شکلی درآورد و سپس با یک عامل خارجی (مانند گرم کردن یا جریان الکتریسیته) به حالت اولیه بازگرداند.به همین دلیل گفته می شود که این مواد شکل اولیه خود را به خاطر می آورند.

پس اینکه SMA ها حافظه دار هستند یعنی قابلیت ذخیره سازی انرژی مکانیکی و نیز آزادسازی آن را دارا هستند.

ب) قابلیت میرائی بالا[3]  هنگامی که ساختمان ها در معرض زلزله یا امواج تحریک ناشی از انفجار قرار می گیرند ضروری است بخشی از محتوای انرژی تحمیل شده  به سازه از طریق مسیرها و فرایندهای مشخص و دارای ظرفیت جذب انرژی کافی به شیوه ایمن و با کمترین خسارت ممکن مستهلک گردد تا از تاثیرات مخرب یک چنین پدیده ای با الگوهای بارگذاری نا مشخص و غیر قابل پیش بینی کاسته شود.

آلیاژهای حافظه دار شکلی نسبت به سیستم های متداول مستهلک کننده انرژی دارای مزایا و ویژگی های منحصر به فردی هستند که از آن جمله می توان به عدم نیاز به تعویض پس از زلزله ، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خستگی ، ظرفیت شکل پذیری بالا، ظرفیت میرائی بالا، دوام ، قابلیت بازگشت به حالت اولیه به وسیله اعمال دما و تحمل کرنش بدون باقی گذاشتن کرنش پسماند اشاره کرد.

ج) سوپر الاستیسیته[4] :از جمله مهمترین خصوصیات این آلیاژها عدم باقی ماندن تنش و کرنش پس ماند بعد از انجام بارگذاری لرزه ای است.یعنی بعد از اینکه این آلیاژ در اثر بارگذاری لرزه ای جاری شدو انرژی لرزه ای را مستهلک نمود توانائی بازگشت به حالت اولیه را دارد. البته این امر در برخی از فازهای این آلیاژ میسر است.

این آلیاژها در بیشتر موارد شامل Cu-Al-Niو Cu-Zn-Alو Ni-Tiهستند که ما در این پایان نامه خواص آلیاژ Ni-Ti  را بررسی می کنیم.

این آلیاژ با نام های  Ni-Tiو Tee-Nee و Nitinol  معروف است و در فارسی نیز  با نام های آلیاژ حافظه دار ، آلیاژ خودشکل و آلیاژ با حافظه شکل ترجمه شده است.

در نیتینول دو حرف اولی مربوط به نیکل ، دو حرف بعدی تیتانیوم و سه حرف آخر نام آزمایشگاه نادول اوردانس می باشد.

ازنیتینول به صورت سیمی استفاده می شود. در نگاه اول این سیمها همانند سیمهای معمولی به نظر می آیند که به راحتی تغییر شکل می دهند و رسانای الکتریسیته نیز هستند؛ اما در مقایسه با سیمهای معمولی فولادی و مسی بسیار گرانترهستند. و علت آن این است که این سیمها حافظه دارند. به عنوان مثال می توان آنها را به هر شکلی درآورد و سپس با گرم کردن آنها تا دمای بالای ۹۰ درجه سانتیگراد به حالت اولیه شان برگرداند

و دیگر اینکه می توان این سیمها رابرنامه ریزی کرد تا شکل خاصی را به خاطر بسپارند. این کار به این صورت انجام می شود که شکل دلخواه به سیم داده می شود و سپس به سیم به مدت تقریبی ۵ دقیقه با دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرما داده می شود یا جریان الکتریسیته  از آن عبور داده می شود. حالا می توان سیم را به هر شکل دیگری درآورد و برای برگشت آن به شکل اولیه کافی است  در آب داغ انداخته شود.دسته دیگری ازمواد با حافظه شکلی سیمهای ماهیچه ای هستند که از آلیاژهای نیکل و تیتانیوم ساخته شده اند و در دمای اتاق به راحتی می توان آنها را تغییر شکل داد. نکته ای که این موادرا جذاب می کند این است که با عبور جریان الکتریسیته با نیروی خوبی (که می توان ازآن استفاده کرد) به شکل اولیه خود برمی گردند.

2-1- اهداف و ساختار پایان نامه

دراین رساله خواص منحصر به فرد آلیاژهای حافظه شکل فوق ارتجاعی برای کاربرد در مهندسی زلزله سازه ها مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.

به این منظور یک عضو SMA دو سر مفصل به عنوان قطعه ای از یک بادبند در یک سازه یک طبقه در نرم افزار SAP مدل شده و تحت اثر رکوردهای مختلف زلزله با شتاب های مختلف مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی(تحلیل تاریخچه زمانی با انتگرال گیری مستقیم) قرار می گیردو میزان نسبت تغییر شکل ماندگار این عضو به مقدارماکزیمم تغییر شکل تجربه شده در طی زلزله تحت عنوان قدرت بازگردانندگی اعضای SMA بررسی می شود.

مدل سازی مصالح با ترکیب المان های LINK بر اساس نتایج آزمایشگاهی موجود انجام می گیرد.

با توجه به تحقیقات اندکی که به علت عدم توجیه اقتصادی استفاده از این آلیاژها صورت پذیرفته و با توجه به خواص منحصر به فرد آنها و کاربرد عالیشان در مهندسی زلزله ، هدف این تحقیق دستیابی به آگاهی بیشتر از رفتار مصالح مدرن مفروض جهت کاربرد در کنترل سازه ها و بررسی نحوه تأثیر نوع زلزله بر چگونگی رفتار این آلیاژها می باشد.

بدین منظور پس از معرفی خواص و کاربرد آلیاژهای حافظه شکل و بررسی چگونگی عملکرد این آلیاژها در بروز خواصشان در فصل دوم، در فصل سوم به شرح درباره چگونگی مدل کردن SMAها می پردازیم و در فصل چهارم به بررسی نتایج حاصل از تحقیق و ارزیابی قدرت بازگردانندگی SMAها خواهیم پرداخت.در پایان و در فصل پنجم با بحث و بررسی نتایج حاصله به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات خواهیم پرداخت.

[1]-Shape Memory Alloys

[2]-SME:Shape memory effect

[3]-high damping property

[4]-Superelasticity


ادامه مطلب...
پایان نامه مدل سازی تیرهای بتنی پیش تنیده تقویت شده با مواد مرکب پلیمری

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : مهندسی و مدیریت ساخت

عنوان : مدل­سازی تیرهای بتنی پیش تنیده تقویت شده با مواد مرکب پلیمری

تعداد صفحات :132

چکیده:

امروزه مواد کامپوزیت یا مواد مرکب (FRP) به عنوان یکی از پیشرفته ترین  و کاربردی ترین مواد در جهان صنعتی تلقی می شود و همچنین رشد و تکنولوژی این مواد در حال افزایش است. صنعت و تکنولوژی این مواد در کشور به عنوان یک صنعت نو مطرح است. استفاده از سازه های بتنی در ایران روبه افزایش  است و بدلائل مختلف از جمله تغییر کاربری سازه ها و بازنگری آیین نامه های بارگذاری، تیر سراسری اغلب نیاز به ترمیم و تقویت دارند. همچنین پیش تنیده کردن سازه های بتنی باعث افزایش ظرفیت خمشی این گونه تیرها شده و باعث افزایش مقاومت سازه و افزایش طول دهانه تیرها می شود. که هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ سازه ای مقرون به صرفه است. نیاز به ترمیم و تقویت و افزایش ظرفیت خمشی اعضای بتنی را می توان با  روشهای استفاده از مواد مرکب انجام داد. استفاده از مواد مرکب در ساختمان های بزرگ و تجاری و ابنیه های تاریخی که و هزینه تخریب و بازسازی آنها زیاد است، مورد توجه می باشد. باتوجه به زلزله خیز بودن کشور،  نیاز به تقویت سازه ها در برابر زلزله می باشد، این طرح این امکان را بوجود می آورد که بدون تخریب سازه با تقویت به وسیله مواد مرکب، مقاومت مورد نیاز را برای بهره برداری مجدد از سازه امکان پذیر سازد. پژوهش حاضر، جهت مدل سازی و ارزیابی تیرهای I – شکل سراسری (نامعین) پس تنیده با فولادهای بدون پیوستگی تقویت شده با ورق FRP  انجام شده. بدین منظور  از نرم افزار آباکوس استفاده شده و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.

ادامه مطلب...
پایان نامه مدلسازی واکنش قلیایی در آنالیز بتن با روش اجزاء محدود

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه هیدرولیکی

عنوان : مدلسازی واکنش قلیایی در آنالیز بتن با روش اجزاء محدود

تعداد صفحات :129

چکیده:

بتن را  می توان به  عنوان یکی از محورهای شاخص سازه  و ابنیه  معرفی  کرد . در  کنار تمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد ،  بتن همانند  هر ماده  دیگری  در  جهان هستی  دارای   پاره ای خواص منفی نیز می باشد که  منجر به  بروز  چالشها  در استفاده از آن میگردد . از  جمله  می توان به مواردی چون خزش ، فرسایش ،… اشاره کرد . یکی دیگر از عواملی که در کنار  عوامل فوق  می تواند روی  بهره برداری  بهینه  از بتن موثر  باشد  تورم  سنگدانه های  موجود  در  بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .

واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یک  واکنش شیمیایی  در  سنگدانه های  خاص و قلیایی موجود  در بتن است که منجر به تشکیل  یک ژل سیلیسی- قلیایی که تولید فشار کرده و در نهایت سبب انبساط و ایجاد ترک و کاهش مقاومت بتن می شود .

در این  پژوهش اثر این پدیده  در  دراز مدت روی تیر بتنی مسلح  و وضعیت تیر از لحاظ رفتار خمشی ، همچنین تاثیر درصد آرماتورهای کششی و فشاری و ظرفیت  باربری بررسی خواهد شد . تیرهای  بتن آرمه  بر اساس خواص مکانیکی  بتن  در  نظر گرفته  شده است . تیرها  mm1100  درازا  داشت  ̨  سپس  مدلی  به  روش  اجزاء  محدود  توسط  برنامه   ABAQUS برای واکنش قلیایی –  سنگدانه ها  طراحی  شده  است  .  در  مدل  ارائه  شده  واکنش  قلیایی  بصورت  فشار  داخلی  یکنواخت  و  با  معادلات  حاکم  بر  این  پدیده  منظور  گردیدند  و  نتیجه  کلی  واکنش قلیایی  باعث  افزایش  تنش آرماتور کششی  می گردد  که در هنگام طرح تیر بایستی در نظر گرفته شود . همچنین  برای بررسی صحت نتایج بدست آمده  از مدل با  نتایج  واقعی  با مطالعاتی که در گذشته در این زمینه صورت گرفته است به قیاس گذاشته شده است .

مقدمه:

بدون  شک  دستیابی  بشر به تکنولوژی  بتن  یکی از مهمترین  جهش ها  در  فعالیتهای عمرانی محسوب می شود . مقاومت بالا و سهل الحصول بودن اجزاء تشکیل دهنده ، بتن را به عنوان یکی از اجزاء شاخص و کلیدی سازه و ابنیه معرفی می کند .

یکی از دغدغه های مهندسین سازه ، استفاده  بهینه و ایمن از بتن است . در کنارتمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد بتن  نیز مانند هرماده دیگری در جهان طبیعت دارای خواص و رفتاری است که منجر به  بروز  پاره ای چالشها  در استفاده از آن میگردد . از جمله می توان به مواردی چون یخ زدگی ، سولفاته شدن ، انقباض ، خزش و فرسایش اشاره کرد . این عوامل می توانند باعث تغییر در خواص بتن شده و سبب پیدایش ترک و یا خرابی در سازه گردند . یکی دیگر از عواملی که در کنار عوامل فوق می تواند روی  بهر برداری بهینه  از بتن موثر باشد  تورم سنگدانه های  موجود در  بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .

واکنش قلیایی سنگدانه ها پس ار آنکه دراوایل سال 1940 توسط (stanton) شناسایی شد ̨ تا کنون موضوع تحقیق دانشمندان بیشماری  در سراسر دنیا بوده و هست . علت تحقیقات گسترده در این زمینه  آن است  که تاثیرات منفی این واکنش در  برخی موارد  بسیار جدی  و خطرناک  بوده و هزینه های زیادی ایجاد  کرده  است  و عملکرد  سازه ای متاثر را مختل  نموده  است . پاره ای  از  محققین در زمینه های آزمایشگاهی و رفتار سنجی  بتن  تحت  تاثیر واکنش ̨ فعالیت داشته و بخش دیگری به یافتن مدلهای  عددی  جهت پیش بینی رفتار  بتن  تحت تاثیر واکنش قلیایی پرداخته اند . بعضی دیگر از محققین  به  یافتن  استانداردهای مناسب ، برای  آزمایشهای  لازم در  تعیین  میزان  قلیایت  سیمان  و  واکنش پذیری  سنگدانه ها  و  مواردی  از  این  قبیل  پرداخته اند  و  همین امر گستردگی زمینه فعالیت در خصوص این پدیده را نشان می دهد .

روش مستقیم جهت کاهش خرابی بتن توسط این پدیده شناسایی پتانسیل فعالیت سنگدانه ها و خودداری از استفاده از آنها می باشد . اما در بعضی اوقات به علت فقدان وجود منابع سنگدانه های غیر فعال و هزینه حمل و نقل سنگدانه های مناسب ، استفاده  از سنگدانه های فعال اجتناب ناپذیر است . در یک چنین شرایطی استفاده از سیمان  با قلیایی کم توصیه می شود که آن هم به علت در دسترس نبودن  غیر ممکن است . بنا  به دلایل ذکر شده  وقوع این واکنش در داخل بتن در محیط های مستعد اجتناب ناپذیر است .

تیرهای بتنی در  پل ها  و قطعات  خمشی تحت اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یکی از  عناصر سازه ایست که می تواند مورد پژوهش باشد . دراین زمینه  نیز تحقیقاتی انجام گرفته ولی اثر توام این پدیده با بارگذاری در نظر گرفته  نشده است . هدف  از  این پژوهش ، بررسی اثر این  پدیده  همراه  با بارگذاری  با  درصدهای  مختلف آرماتور می باشد .

در فصل اول  نگاهی گذرا  به  ماهیت  پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها و نکات لازم در جهت مدیریت و علاج بخشی سازه های مبتلا به آن خواهیم داشت .

فصل دوم به مطالعات علمی وتجربی که در گذشته صورت گرفته می پردازیم . این مطالعات به دو صورت آزمایشگاهی و مدلسازی ارائه شده است.

در  فصل سوم آزمایش مبناء و نتایج و ارزیابی آنها ارائه گردیده است .

در  فصل  چهارم  مدل های عددی  ارائه شده مورد بررسی قرار خواهد گرفت و نتایج حاصله از مدل با نتایج آزمایشگاه مقایسه می شود .

در فصل پنجم نتیجه گیری حاصل از تحقیق نهایی صورت گرفته است .

در فصل ششم پیشنهاداتی جهت تحقیقات آینده ارائه گردیده است .

ادامه مطلب...
بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه ی لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : سازه های هیدرولیکی

عنوان : بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه های لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف

نعداد صفحات :224

چکیده:

آب شستگی در اطراف سازه های موجود در مسیر جریان از موضوعاتی مهمی است که در طرح این گونه سازه ها بایستی مورد توجه قرار گیرد. به این منظور بررسی این پدیده در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف مدل سازی فیزیکی آزمایشگاهی انجام شد. به این منظور از دو نوع طوقه‌‌‌‌‌ی لبه دار شامل طوقه های با لبه‌ی قائم و طوقه های با لبه‌ی مایل استفاده شد که ارتفاع لبه های استفاده شده در هر یک از این طوقه ها 0.5 cm،1.0 cm  و 1.5 cm می باشد. همچنین در این تحقیق اثر ارتفاع بر کارایی طوقه های لبه دار بررسی شد که به این منظـور طوقه ها در تراز های +5 cm،+2.5 cm ،0.0 cm ،-1.5 cm  و -3cm نصب شدند. در این تحقیق مشاهده شد که  طوقه های لبه دار در تراز های بالاتر نسبت به طوقه­ی بدون لبه درهمان تراز، عملکرد بهتری داشته و طوقه با لبه­ی مایل 0.5 cm در مقایسه با سایر طوقه های لبه دار، در اکثر تراز ها بهترین عملکرد را نسبت به طوقه­ی بدون لبه در همان تراز داشته است. تمامی آزمایش های انجام شده در این مطالعه در بخش تحقیقات رودخانه ایی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری جهاد کشاورزی انجام شده است.

ادامه مطلب...
دانلود سیمنار ارشد سازه‌های باز شونده و جمع شونده

 

دانلود سیمنار ارشد سازه‌های باز شونده و جمع شونده

تعداد صفحات : ۵۵ صفحه

۱-۱ مقدمه
سازه‌هاي فضايي را مي‌توان به عنوان برگي بر گرفته از طبيعت دانست، فرم‌هاي طبيعي از صلبيت فوق العاده اي برخوردارند واز حداقل مصالح براي حداكثر استفاده سازه اي بهره مي‌گيرند. سبكي و نصب سريع، چند منظوره بودن، تنوع در شكل و طرح عدم نياز به نيروي زياد در مراحل نصب و برچيدن، سهولت حمل ونقل، قابليت استفاده در ابعاد ودهانه‌هاي مختلف و … از جمله عواملي مي‌باشند كه استفاده روز افزون اين نوع سازه‌ها را در دنياي علم و فن آوري توجيه پذير مي‌سازند. توسعه قابل توجه سازه‌هاي فضا كار مرهون تلاش و فعاليت مهندسان نخبه دنيا در اواخر قرن نوزدهم مي‌باشد.
گر چه در ابتدا هدف از بكار گيري سازه‌هاي فضا كار بعنوان سازه‌هايي موقت بود ولي در عمل از آنها به عنوان سازه‌هايي دائمي‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در كشورهاي گوناگون طراحي و اجرا گرديد.
احتياج به سازه‌هاي متحرك كه به طور ساده و سريع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مكانهاي مورد نياز باشد باعث پيدايش سازه‌هاي فضا كار باز شونده و جمع شونده شد كه با رشد روز افزون استفاده از اين نوع سازه‌ها بخصوص در كشورهاي صنعتي توجه پژوهشگران و صنعت گران به اين سازه‌ها افزايش يافت. ]۶[ در كشور ما هر سال زلزله‌هاي مخرب و سيل‌هاي وايرانگر عده اي از هموطنانمان را بي خانمان مي‌كند، زلزله زدگان و سيل زدگان نياز مبرم به سر پناه دارند در اين ميان استفاده از اين سازه‌ها مي‌تواند كمك موثري در حفظ جان و مال اين عزيزان داشته باشد، به غير از اين كاربردهاي فراوان اين نوع از سازه‌هاي فضايي تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران اين مرز و بوم را مي‌طلبد و اميد آنست كه آن چه در اين سمينار ارائه مي‌گردد، ذره اي هر چند كوچك در راه رشد و اعتلاي كشور عزيزمان باشد.

۱-۲ تعريف سازه‌هاي فضايي باز شونده و جمع شونده
يك سازه باز و جمع شونده تشكيل شده است از قطعات پيش ساخته يا المان‌هايي كه مي‌توانند باز و بسته شوند و در حالت‌هاي از پيش تعيين شده قرار بگريند ضمن اين كه توانايي تحمل بار را نيز دارند.

۱-۳ موارد كاربرد سازه‌هاي فضايي باز شونده و جمع شونده
براي اين كه كاربردهاي مختلف اين نوع سازه‌ها را بررسي ‌كنيم ابتدا بايد موارد نياز و همچنين مزاياي آنها در مقايسه با انواع سازه‌ها مورد مطالعه قرار بگيرد و سپس كاربردهاي مختلف آنها ذكر شود.

۱-۳-۱ موارد نياز به سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده
سازه‌هاي باز شونده و جمع شونده زير مجموعه اي از آن دسته از سازه‌ها هستند كه به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و مي‌توان آنها را به راحتي براي استفاده مجدد جمع آوري كرد نياز به چنين سازه‌هايي از زمان‌هاي قديم وجود داشته است. يعني از هنگامي‌كه قبايل چادر نشين براي يافتن مرتع و چراگاههاي بهتر از جايي به جايي ديگر نقل مكان مي‌كردند سازه‌هاي كوچك وسبك و متراكم شده اي مانند سياه چادرها، خيمه سرخ پوستان و چادر كروي عشاير چنين نيازي را بر آورده مي‌كردند، اكثر اين سازه‌ها با وصل كردن ميله‌هاي راست ساده در روي زمين به يكديگر نصب شده و با پارچه‌ها ي سخت پوشيده مي‌شوند. باز كردن و نصب آنها براي ابعاد متوسط هر چند .وقت زيادي نمي‌گرفت اما به هر حال وقت گير بود، مخصوصا در شرايط نامساعد آب وهوايي مشكل آفرين مي‌نمود.

ادامه مطلب...
به کانال تلگرام سایت ما بپیوندید