دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
بررسی آزمایشگاهی تأثیر مقدار و آرایش میلگردهای طولی و عرضی در تیرهای بتنی پیش تنیده تحت خمش
3
11
21288
10.24200/j30.2018.5271.2224
FA
علیرضا
خالو
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
عطیه
دائمی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
محمد امین
مسلمی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2017
10
18
The recent changes in urban communities and consequently the need for thinner strong concrete structures has caught researchers' attention. Structural performance characteristics such as ultimate loads, maximum loads, and ductility along with formation and propagation of cracks in prestressed concrete beams have been studied by many researchers. In this paper, an experimental study was carried out to investigate the effect of amount and arrangement of non-prestressed longitudinal and transvers bars on improving the performance of six prestressed concrete beams with identical geometry and concrete properties under static loads. Cracking strength, formation and propagation, ultimate load carrying capacity and ductility of beams were determined. Unbonded post-tensioning is applied to 7-wire strand tendons with Grade 270 and diameter of 0.5in that are positioned with constant eccentricity within the beam. The test results indicate that adding non-prestressed reinforcement to concrete beams generally has a significant effect on properties of prestressed concrete beams such as ultimate load, maximum load, ductility and pattern of crack formation and propagation and also have a significant reduction in brittleness and showed better ductility. The response of beams significantly depends on the method of confinement by transverse reinforcement and also the distribution of longitudinal reinforcement.
تغییر جوامع شهری و نیاز به سازههای ظریف و مقاوم بتنی، ذهن پژوهشگران را متوجه بتن پیشتنیده کرده است. با توجه به اهمیت خصوصیاتی، مانند: مقدار بار گسیختگی، نرمی عضو و همچنین تشکیل و گسترش ترکها در عملکرد سازههای بتنی، در پژوهش حاضر، تأثیر مقدار و آرایش آرماتورهای غیر پیشتنیدهی طولی و عرضی، در بهبود کارایی ۶ نمونهی تیر بتنی پیشتنیده با هندسه و کیفیت بتن یکسان تحت بارگذاری استاتیکی بررسی شده است. ۶ نمونهی تیر بتنی با استفاده از کابلهای ۷ رشتهیی ۰٫۵ اینچی unbonded با گرید ۲۷۰ که مستقیماً داخل آنها قرار داده شده، پس کشیده شدهاند. با توجه به نتایج حاصل از آزمایشها نشان داده شده است که نرمی عضو به مقدار قابل توجهی به دلیل اضافه شدن آرماتورهای طولی و عرضی افزایش پیدا میکند و تُردی بتن در بار نهایی کاهش مییابد. همچنین بار گسیختگی و بیشینهی باری که هر کدام از نمونهها تحمل میکنند، رابطهی مستقیم با مقدار آرماتورهای معمولی دارد، در تشکیل و گسترش ترکهای خمشی، آرایش آرماتورها تأثیرگذارترین نقش را ایفا میکنند.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21288_18f614f4fecb023aabe03e7e824a45bb.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
THE EFFECT OF GAP BETWEEN REINFORCED CONCRETE WALL AND THE STEEL PLATE ON BEHAVIOR OF THE BUCKLING-RESTRAINED STEEL PLATE SHEAR WALL
بررسی اثر فاصله بین ورق فولادی و پوشش بتنی بر رفتار دیوار برشی فولادی کمانشتاب
13
25
21284
10.24200/j30.2018.50618.2333
FA
محمد صادق
رحیمی خواه
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
مجید
قلهکی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
امید
رضایی فر
دانشکده ی مهندسی عمران ، دانشگاه سمنان
Journal Article
2018
04
22
Steel shear wall is one of the relatively new resistant systems that has been used in designing and reinforcing high-rise buildings in the last four decades. Due to the optimal performance of this type of lateral load system, including high hardness, good ductility, and high energy dissipation, this system can also be used to rebuild non-lethal structures. The composite steel shear wall consists of a steel plate surrounded by slats by beams and columns and concrete coverings on either side or both sides of the steel plate. In this system, the reinforced concrete coating, by inhibiting the steel plate and preventing its buckling, raises the shear capacity of the steel shear wall to the extent that it is submitted to the inside of the sheet plate instead of stretching along the tensile field (which occurs in thin steel shear walls). In this research, a new type of composite steel shear walls, in which the concrete covers, instead of the complete bond with the sheet, is studied numerically. Accordingly, the steel shear walls with concrete coatings of zero and 15 mm between steel sheets and concrete coatings have been studied parametrically after the verification. In addition, these studies have been carried out between concrete casing and perimeter frame in two cling-and-seamed modes. The results of numerical studies of more than 160 finite element models showed that increasing the distance between concrete and steel sheet reduced the strength and hardness of the system. Moreover, in the case where there is a gap between the concrete and the steel sheet, the coefficient of behavior is 11.21 on average and 8.11in the non-distant state. In addition, concrete casting on both sides of the steel plate in a non-distant area with boundary elements causes a 45\% increase in hardness.
در نوشتار حاضر، نوع جدیدی از دیوارهای برشی فولادی مرکب که در آن پوشش بتنی به جای اتصال کامل با ورق، فاصله دارند، مطالعهی عددی شدهاند. بر این اساس، دیوارهای برشی فولادی کمانشتاب با پوشش بتنی به فواصل صفر تا ۱۵ میلیمتر بین ورق فولادی و پوشش بتنی پس از صحتسنجی بهصورت پارامتریک مطالعه شدهاند. نتایج مطالعات عددی بارافزون بر روی بیش از ۱۶۰ مدل اجزاء محدود نشان داد که افزایش فاصله بین پوشش بتنی و ورق فولادی باعث کاهش مقاومت و سختی اولیهی دیوار برشی فولادی کمانشتاب میشود. همچنین در حالتی که بین پوشش بتنی و المانهای مرزی فاصله وجود دارد، مقدار ضریب رفتار به صورت میانگین حدود ۱۱٫۲۱ و در حالت بدون فاصله حدود ۸٫۱۱ است. همچنین پوشش بتنی در دو سمت ورق فولادی در حالت بدون فاصله با المان های مرزی باعث افزایش ۴۵ درصدی مقدار سختی اولیه میشود.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21284_22333c782c8bd34bfbe37da751a64ac1.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
مدلسازی میرایی رایلی و توابع شکل شعاعی مختلف در ساختارهای متخلخل با استفاده از روش بدون شبکه تحت بارهای دینامیکی
27
35
21286
10.24200/j30.2018.50810.2354
FA
حمیدرضا
کاظمی
دانشکده ی فنی و مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
فرزاد
شهابیان
دانشکده ی فنی و مهندسی ، دانشگاه فردوسی مشهد
سید محمود
حسینی
دانشکده ی فنی و مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
Journal Article
2018
05
26
Porous materials are widely applied in different engineering fields such as chemical engineering, materials engineering, environmental geomechanics, biomechanics, soil structure interaction and geomechanics. For this reason, dynamic and static analysis of the stress and strain of structures and continuum made of these materials have attracted the attention of researchers. To analyze these structures, numerical methods are required due to the fact that the governing equations are complicated. The meshless method was well implied for many structural problems in recent decades. In this method, the scattered nodes with regular or irregular distributions are used to discretize the field functions in local sub-domains. Because of using the nodes rather than the elements, the application of meshless method in some problems yields to more accurate results. To interpolate the fields' variables in terms of its nodal values, the radial point interpolation method (RPIM) with radial basis function (RBF) is used. The radial point interpolation method (RPIM) is employed to construct the shape functions. Because of the fact the interpolation function type affects the results of meshless approach, various interpolation functions are investigated. Then, the most proper one is selected for analyzing the porous material structure. To verify the presented method, the result of cylinders made of saturated porous materials using MLPG method under dynamic loading is compared to the analytical results. A good agreement between the presented method and analytical result is achieved. It is worthwhile to mention that damping should be included in dynamic analysis. Hence, the modeling of damping effect on the behavior of porous material is conducted. According to the obtained results, for the usual damping ratios of the porous materials, increasing the damping ratio leads to reduction in the displacement amplitude and stress. Also, it is observed that the period of the porous material are independent from its damping ratio.
کاربرد زیاد مواد متخلخل در بسیاری از شاخههای مهندسی سبب شده است که پژوهشگران مطالعاتی در زمینهی تحلیل استاتیکی و دینامیکی در سازهها و محیطهای متخلخل انجام دهند. تحلیل سازههای مذکور به سبب پیچیدگی معادلههای دیفرانسیل حاکم بر آنها به روشهای عددی امکانپذیر است. یکی از روشهای عددی نوین که در دههی اخیر به آن توجه شده است، روش بدون شبکه است. نوع تابع شکل انتخابی از ویژگیهای تأثیرگذار در نتایج در روش بدون شبکه است. از این رو، انواع توابع شکل بر روی ستونی از ساختارهای متخلخل بررسی و تابع شکل مناسب برای تحلیل انتخاب شده است. درنظر گرفتن اثر میرایی در مدلسازی تحلیلهای دینامیکی، امری اجتنابناپذیر است. از این رو به مدلسازی تأثیر میرایی در قسمت جامد در رفتار جابهجایی و تنش ایجاد شده در سازههای متخلخل اشاره شده است. مطابق نتایج بهدست آمده، در نسبت میراییهای متداول برای قسمت جامد مواد متخلخل، با افزایش نسبت میرایی ذکر شده، دامنهی ارتعاش جابهجایی و تنش کاهش مییابد و مشخص میشود که زمان تناوب ارتعاش رفتار دینامیکی مواد متخلخل، مستقل از نسبت میرایی قسمت جامد است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21286_599816454e929918087fed10b0a6fb63.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
CIRCULAR HYDRAULIC JUMP OVER THE BEDS WITH ADVERSE SLOPE
پرش هیدرولیکی دایرهیی روی سطوح شیبدار با شیب معکوس
37
47
21287
10.24200/j30.2018.50627.2334
FA
مصطفی
فاضلی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
عبدالرضا
کبیری سامانی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
Journal Article
2018
06
26
One of the most common energy dissipator structures is the hydraulic jump-type stilling basins, in which the flow excess kinetic energy is dissipated by the generation of a hydraulic jump, changing the flow regime from super- to sub-critical flow. Due to the extensive use of stilling basins in hydraulic systems and irrigation and drainage networks, their study was the focus of several investigations. For the hydraulic design of stilling basins, three parameters including the length, sequent depth, and head loss of the jump are the major parameters having great effects on designing economical stilling basins. In the present study, analytical and experimental investigations were performed to study the profile of circular hydraulic jumps on slopped beds with adverse slope. The study mainly focused on the conjugate depth ratio, relative head loss, and relative length. In the analytical model, we applied a series of reasonable assumptions and used integral equations governing the fluid dynamics to derive relationships for the conjugate depth ratio and the relative head loss, which are applicable to both classical and circular hydraulic jumps. Experimental study was carried out in a cubic reservoir, in which a circular bed of 2 m in diameter was applied as the circular bed in its center. In the experimental study, flow discharge, initial and secondary depth, and length of the jump were measured. According to the results, by increasing the ratio of the conjugate radius and the bed slope, the ratio of the conjugate depth and jump length decrease and the relative head loss increases. The accuracy of the analytical relationships compared to the experimental was checked, applying four error functions including; coefficient of determination, normalized root mean square, weighted quadratic deviation, and efficiency function, showing a relatively good correlation between the experimental and the analytical results. Furthermore, by using the experimental data, the length of the circular hydraulic jump was investigated. Results show that, in this type of jump, the length of the hydraulic jump is approximately half that of the classical hydraulic jump.
در انتهای سازههایی مانند سرریز سدها، شوتها، و آبشارها به دلیل سرعت زیاد جریان، احداث سازهیی مناسب جهت استهلاک انرژی جریان بهمنظور جلوگیری از فرسایش پاییندست ضروری است. یکی از متداولترین سازههای مستهلککنندهی انرژی، حوضچههای آرامش هستند که در سه نوع کلاسیک، واگرا و دایرهیی استفاده میشوند. پژوهشها نشان میدهند که مشخصات پرش در حوضچهی دایرهیی نسبت به دو حوضچهی دیگر بهبود یافته است. لذا در پژوهش حاضر از دو مدل تحلیلی و آزمایشگاهی جهت بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی دایرهیی روی شیب معکوس استفاده شده است. در مدل تحلیلی با استفاده از روابط انتگرالی حاکم بر دینامیک سیالات به استخراج رابطههایی برای نسبت اعماق مزدوج و افت نسبی انرژی قابل استفاده برای هر دو نوع پرش کلاسیک و دایرهیی پرداخته شده است. با بررسی میزان تأثیر پارامترهای مؤثر در مدلسازی آزمایشگاهی مشاهده شد که با افزایش نسبت شعاعهای مزدوج تا ۲ و شیب کف تا ۵\٪، نسبت اعماق مزدوج و طول پرش به ترتیب ۳۰ و ۶۰\٪ کاهش و افت نسبی انرژی ۳۰\٪ افزایش مییابد.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21287_8423670642ca4877e02d3da143e7ebab.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
ارائهی یک مدل تلفیقی شبیهسازی و بهینهسازی برای بهسازی شبکهی کنترل سیلاب شهری (مطالعه موردی : حوضهی سیلبرگردان شرق تهران)
49
60
21285
10.24200/j30.2018.50734.2383
FA
سعید
محمدیون
دانشکده ی مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس
جعفر
یزدی
دانشکده ی مهندسی عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی
سید علی اکبر
صالحی نیشابوری
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست و پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس
Journal Article
2018
07
11
Nowadays, \ design/rehabilitation of \ urban \ stormwater \ drainage systems has become a challenging issue due to more frequent severe floods in urbanized areas. These severe floods may cause significantly crucial social problems as well as financial damages. Also, regarding considerable advance in soft computing, optimization \ frameworks can \ provide a valuable \ computational \ tool for storm management. In the present study, using NSDE (Non-dominated Sorting Differential Evolution) \ algorithm and EPA-SWMM (Environmental Protection Agency - Stormwater Management Model) software, a coupled numerical and multi objective optimization model was developed to rehabilitate eastern part of Tehran metropolis drainage system. Not only is this part of Tehran Stormwater Drainage System (TSDS) the biggest drainage network of TSDS, but also its eastern part is dealing with a significant lack of capacity. In this direction, different mitigating strategies including combinations of relief tunnels and/or storage units were evaluated and optimal rehabilitation strategies were suggested according to minimizing conflicting objective functions of costs and flooding. For this purpose, formerly suggested rehabilitation solutions introduced by Mahab Ghodss consulting engineering company have been evaluated and extra relief tunnels considered to enhance their performance in relation to reduce volume of flooding in the network. Therefore, the total number of four different layouts of rehabilitation strategies have been assumed in order to rehabilitate eastern part of TSDS. Results have revealed considerable reduction of costs with respect to previous rehabilitation proposals for the study area stating the desirable performance of proposed coupled numerical and optimization framework of the present study. Moreover, regarding application of storage units in upstream of the network, although these units reduced rehabilitation costs significantly compared to other strategy by reducing length of required relief tunnels, relief tunnels slightly outperformed than upstream storage units in relation to the flood volume reduction. It seems possible to enhance the performance of storage units by relocating them.
امروزه، با توجه به افزایش دفعات رخداد سیلابهای شدید در مناطق شهری، طراحی و بهسازی سامانههای کنترل سیلاب شهری به یک موضوع بسیار حائز اهمیت تبدیل شده است. همچنین، با توجه به بهبود قابل ملاحظهی روشها و منابع محاسباتی، کاربرد مدلهای تلفیقی شبیهسازی عددی و بهینهسازی در این زمینه بسیار مفید است. بدین منظور در تحقیق حاضر و با بهکارگیری نرمافزار متلب یک مدل بهینهسازی چندهدفهی فراابتکاری به یک شبیهساز عددی متصل شده و قسمت شرقی سامانهی کنترل سیلابِ شهر تهران بهسازی شده است. بهاین منظور راهکارهای مختلفی شامل کاربرد تونلهای کمکی و نیز کاربرد ترکیبی تونلهای کمکی و استخرهای تعدیل برای کمینهسازی توابع هدفِ هزینهی بهسازی و حجم سیلاب شبکه در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از کاهش چشمگیر هزینهها با کاربرد این مدل تلفیقی در مقایسه با طرحهای بهسازی پیشین است. همچنین با توجه به کاربرد استخرهای تعدیل در نقاط بالادستی شبکه، عملکرد تونلهای کمکی در کاهش سیلاب بهتر بوده است اما استخرهای تعدیل منجر به کاهش چشمگیر هزینههای مربوط شده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21285_52188004537039c8531f6d95b1733785.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
NUMERICAL MODELING FOR SIMULATION OF OPENING MODE IN FRACTURE MECHANIC OF CONCRETE COLD-JOINT
ارائه ی مدل عددی پیشنهادی برای شبیهسازی مود بازشدگی مکانیک شکست اتصال سرد بتنی
61
70
21293
10.24200/j30.2019.51286.2388
FA
احسان
کریمی
دانشکده ی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
وحیدرضا
کلات جاری
دانشکده ی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
Journal Article
2018
07
16
A cold joint is a plane of weakness in concrete caused by an interruption or delay in the concreting operations. It occurs when the first batch of concrete has begun to set before the next batch is added so that the two batches do not intermix. Sometimes, cold joints occur because of emergency interruptions and delays and sometimes because of the work stoppage at the end of the day; however, they can occur due to poor consolidation. Usually, the latter condition can be seen at the top and bottom of columns in concrete frames because of the traditional construction method. Basically, the interface of the cold-joint is relatively weaker than both sides of materials. For this reason, the performance of concrete elements with the cold-joint is under the influence of that behavior. In a system with a cold-joint, the chances of failure by cracking along the interface of cold-joint are higher. This paper presents a model to simulate the cold-joint in concrete elements in the ABAQUS finite element package. Simply supported beams under three-point bending with the same compressive strengths of concrete on both sides of the cold-joint are considered, and three different sizes of geometrically similar cold jointed interface specimens are evaluated to consider the size effect using the Bazant's size effect model of concrete. The Mode-I of fracture mechanics is working in the three-point bending tests by notched beams in plain concrete. In order to achieve the best results of numerical modeling on the concrete beam, a number of stress-strain relations of concrete for compression and tension in different combinations were evaluated on the beam with monolithic concrete and, among them, the pair had the best results, compared to the experimental result, which was used for the modeling of concrete beam with a cold- joint. In addition, negligibly small thickness of the cohesive element with a linear softening relationship in the traction-separation law was used for modeling the cold-joint. The comparisons are made for load-deflection and load-crack mouth opening displacement (CMOD) plots. The finite element analysis results are in good agreement with the observations and data in experimental testing.
در نوشتار حاضر، مدلی برای شبیهسازی اتصال سرد در اجزاء بتنی در نرمافزار اجزاء محدود آباکوس ارائه شده است. تیرهایی با تکیهگاه ساده تحت خمش سهنقطهیی با مقاومتهای فشاری یکسان برای بتن دو طرف اتصال سرد در نظر گرفته شده است. برای دستیابی به بهترین نتایج در مدلسازی عددی تیر بتنی، تعدادی از روابط تنش - کرنش بتن برای فشار و کشش در ترکیبهایی متفاوت بر روی تیر بتنی یکپارچه ارزیابی شده و از بین آنها زوجی که بهترین نتایج را در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی داشتهاند، برای مدلسازی تیر بتنی با اتصال سرد استفاده شدهاند. همچنین برای مدلسازی اتصال سرد، از المان چسباننده با ضخامت بسیار ناچیز استفاده شده است. منحنیهای بار - تغییرمکان و بار - جابهجایی ناشی از بازشدگی دهانهی ترک مقایسه شدهاند. نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود، نشاندهندهی تطابق خوب بین مقادیر عددی با دادههای حاصل از آزمایشهاست.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21293_49b1e4c9d43864d477de509cfb52633d.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF EXPANSIVE GROUT EFFECT
ON NAIL PULLOUT RESISTANCE IN SANDY SOILS
مطالعه ی آزمایشگاهی اثر افزودنی منبسط شونده بر مقاومت بیرون کشش میخ- در خاک ماسه یی
71
77
21289
10.24200/j30.2018.51304.2394
FA
هادی
نیک نژاد
دانشکده ی مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس
محمد
نوروزعلیایی
دانشکده ی مهندسی عمران و محیط زیست،
دانشگاه تربیت مدرس
Journal Article
2018
07
24
By growing of urban life and increasing demand for construction, as well as requirement of appropriate space for parking and facilities, excavation has become an integral part of most construction projects. One of the new and effective methods for stabilizing excavation is nailing method. One of the mportant parameters of the design in this method is bond strength, which is significantly influenced by the grouting process. The grouting process depends on various parameters such as grouting pressure, grouting algorithm and mortar components, but due to the lack of studies on the effect of mortar components on bond strength, the effect of an expansive additive in the grout on the bond strength investigated by a pullout box in the laboratory. The pullout box has different parts such as overburden pressure unit, grouting unit, loading unit and monitoring unit. First the soil strength parameters obtained by direct shear test. Also grout's compressive strength obtained by grout compressive strength test with UTM. In the pullout test, first the soil with optimum moisture, compacted layer by layer while a steel casing embedded in the middle of the box. After applying overburden pressure with an airbag for 24 hours and setting equilibrium in the soil, the steel casing removed and the steel bar placed in the hole, then grouting process started. Finally, after 5 days, the loading process started, by pulling out the grouted nail using speed of 1 mm/min. Also the grout compression strength tests have done to investigate how expansive additive influences on mortar. The results showed that the use of expansive additive to a certain and optimum extent, despite of reduction in mortar compression strength, causes increase in bond strength in the laboratory sample. Also by increasing the grouting pressure, the pullout resistance increases to high extent, which is recommended in projects.
در این پژوهش، اثر افزودنی منبسطشونده و فشار تزریق بر مقاومت بیرون کشش میخ بررسی شده است. از پارامترهای مهم طراحی در روش میخکوبی، مقاومت پیوند است که بهطور چشمگیری تحت تأثیر فرایند تزریق است. فرایند تزریق به پارامترهای مختلفی مانند فشار تزریق، الگوریتم تزریق و اجزای ملات تزریقی وابسته است؛ اما بهدلیل کمبود مطالعات انجام شده در مورد تأثیر اجزای ملات تزریقی بر مقاومت پیوند، در تحقیق حاضر اثر افزودنی منبسطشونده در ملات، بر مقاومت باند بهوسیلهی دستگاه بیرون کشش آزمایشگاهی بررسی شده است. تمام مراحل اجرای روش میخکوبی در آزمایشگاه توسط دستگاه بیرونکشش بهطور کامل مدلسازی شده است. نتایج حاصل نشان داد که استفاده از افزودنی منبسطشونده به میزان معین و بهینه سبب افزایش مقاومت پیوند در نمونهی آزمایشگاهی میشود و استفادهی بیش از حد از افزودنی منبسطشونده تأثیر معکوس بر روی مقاومت پیوند میگذارد. همچنین، افزایش فشار تزریق عامل مهم و مؤثری است که منجر به افزایش در مقاومت پیوند میشود.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21289_cd24f2e5527d865d2318a3c7e1e097fd.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
THREE-DIMENSIONAL MODELING OF ROCKFILL USING DEM CONSIDERING PARTICLE BREAKAGE
شبیهسازی سه بعدی مصالح دانهیی به روش اجزاء منفصل با در نظر گرفتن اثر شکست ذرات
79
90
21294
10.24200/j30.2019.51567.2414
FA
اشکان
سرابی تبریزی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران
احمدرضا
محبوبی اردکانی
دانشکدهی مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی
Journal Article
2018
08
26
Rockfill dams that are made by dumping and compacting rockfill materials are known as one of the most economical and safe dams. The main mechanical characteristics of rockfill depend on particle breakage. Particle breakage occurs when the stress levels are high enough or when the size of the particles is high enough as the rockfill particles. Particle breakage causes a change in grain size distribution of the media and causes a change in the mechanical properties of the granular media. Particle breakage is widely studied experimentally by classical laboratory tests, which need large and expensive equipment that is rarely available. Although numerical methods that are based on the continuum mechanics, such as finite element method, have been developed to be able to account for discontinuities; nevertheless, the internal discrete structure of the rockfill cannot be considered and physically modeled in this way. In addition, the fact is that these methods are not capable to simulate particle breakage to predict the mechanical properties of the rockfill materials. Discrete Element Method (DEM) can overcome these problems. In this research, discrete tri-dimensional modeling of rockfill behavior considering the particle breakage using DEM is studied. Particle breakage is modeled by a bonded particle model and, to consider particle breakage, a mechanical threshold criterion combined with a contact density of particles and a probabilistic criterion is used. PFC3D code and programming in FISH language were performed by investigating the resistance and deformation behavior. In addition, the effects of particle breakage during the tests were considered by providing a failure criterion. The model is compared with the experimental tests on Purulia rockfill dam materials, and the obtained results show good concordance with the obtained experimental results. Finally, the model and the presented failure criteria, whilst it has a simple computational procedure and high accuracy, were validated.
یکی از مهمترین مشخصههای مهندسی مصالح دانهیی درشت، مانند شن و سنگریز، وابستگی رفتار آنها به میزان شکست ذرات است. در پژوهش حاضر، مدلسازی سهبعدی رفتار مصالح دانهیی به روش اجزاء منفصل با نرمافزار $\rm{PFC^{3D}}$ و برنامهنویسی به زبان فیش (FISH) در مدلسازی پدیدهی شکست ذرات و اثر آن در رفتار مقاومتی و تغییرشکلی آن انجام شده است. به منظور در نظر گرفتن شکل غیرکروی ذرات از کرات متصل به یکدیگر استفاده شده است. برای مدلسازی شکست دانهها، معیار شکست با در نظر گرفتن دو شرط ناهمسانی نیروهای تماسی و تنش موجود در ذره تعریف شده است. در نهایت، مدل و معیار ارائه شده اعتبارسنجی شد. نتایج آزمایشهای سهمحوری، که بر اساس نتایج تجربی موجود برای سنگریز سد پورولیا انجام شد، نشان میدهد که مدل مذکور جنبههای اصلی اثر شکست ذرات در رفتار محیط دانهیی را میتواند مدلسازی کند.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21294_49d17ae643e80b95fdba5e10ee60d0ab.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
EVALUATION OF THE MECHANICAL AND RHEOLOGICAL PROPERTIES OF RECYCLED SELF-COMPACTING CONCRETE AND REINFORCEMENT WITH MICROCILICA
بررسی خواص مکانیکی و رئولوژیکی بتن خودمتراکم بازیافتی و تقویت آن با میکروسیلیس
91
104
21271
10.24200/j30.2018.51399.2401
FA
محمود
اکبری
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه کاشان
مهدی
ظهرابی
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه کاشان
منیره
قندهاری
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه کاشان
Journal Article
2018
08
28
Self-compacting concrete (SCC) is highly flowable concrete that can fill formwork without any mechanical vibrationis and able to flow under its own weight. In recent years, use of SCC has increased for placement in congested reinforced concrete structures with difficult casting conditions. On the other hand, environmental protection and waste recycling have become hot issues of common concern in the international community. The generated construction waste due to the global building (structure) removal and demolition, war, earthquakes etc. is becoming huge. In addition, the concrete with recycled aggregate is economically justifiable. In this study, the effect of replacing different percentages of fine and coarse recycled aggregates on the mechanical and rheological properties of SCC is evaluated. For this purpose a self-compacting concrete control mixture with natural aggregates is prepared in the first step. Then in the second step, recycled fine and recycled coarse aggregates with levels of 25, 50, 75 and 100 percent, replacing natural fine and natural coarse aggregates, in two distinct phases, and fresh and hardened concrete tests are done. Fresh concrete tests include: diameter of the slump, slump T50, funnel V, Box U, L-box tests and hardened concrete tests include: compressive, tensile and flexural strength tests. In each phase, a mixture that has the least negative changes in terms of mechanical and rheological properties compared with the control mixture, is selected for the next step of the research. Results showed that the mixture with 25\% replacement of fine recycled aggregates and the mixture with 25\% replacement of coarse recycled aggregates have the least negative changes compared with the control mixture. In the next step, to improve the weakened properties of the mixtures with 25\% replacement of coarse or fine recycled aggregates, cement is replaced by microsilica with levels of 5, 7.5 and 10 percent. Results show the mixtures with 25\% recycled aggregates and 5\% microsilica have closer properties to the control mixture and can be a proper alternative to the control mixture.
در پژوهش حاضر، تأثیر جایگزینی درصدهای مختلف ریزدانه و درشتدانهی بازیافتی در خواص مکانیکی و رئولوژیکی بتن خودتراکم بررسی شده است. برای این منظور، در مرحلهی اول ابتدا یک طرح شاهد بتن خودتراکم با سنگدانههای طبیعی ساخته شد. سپس در مرحلهی دوم و در دو فاز مجزا، ریزدانه و درشتدانههای بازیافتی با مقادیر ۲۵\٪، ۵۰\٪، ۷۵\٪ و ۱۰۰\٪، جایگزین ریزدانه و درشتدانههای طبیعی شدند و آزمایشهای بتن تازه و سخت شده انجام شدند. نتایج نشان میدهند طرح با جایگزینی ۲۵\٪ ریزدانهی بازیافتی و طرح با جایگزینی ۲۵\٪ درشتدانهی بازیافتی در هر فاز، کمترین تغییرات منفی از لحاظ خواص مکانیکی و رئولوژیکی را نسبت به طرح شاهد داشته است. در مرحلهی سوم، جهت بهبود خواص ضعیف شده، مقادیر ۵\٪، ۷٫۵\٪ و ۱۰\٪ میکروسیلیس جایگزین وزن سیمان شد و نتایج نشان داد که طرح با جایگزینی ۲۵\٪ سنگدانهی بازیافتی و ۵\٪ میکروسیلیس، خواص نزدیکتری نسبت به طرح شاهد اولیه دارد و میتواند جایگزین مناسبی برای طرح شاهد باشد.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21271_cd4965836311502745f101e1c6310165.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
بررسی آزمایشگاهی تاثیر بستر زبر با المانهای ذوزنقهیی غیرممتد در مشخصات پرش گسسته در کانال مستطیلی غیر منشوری
119
128
21290
10.24200/j30.2018.51630.2423
FA
رسول
دانشفراز
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه
مهدی
ماجدی اصل
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه
رضا
میرزایی
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه
پرستو
پارسامهر
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
Journal Article
2018
09
07
Depreciation of kinetic energy of flow in the stilling basin is one of the most important topics considered by hydraulic engineers. Since hydraulic jump has known as one of the important factors to energy loss in the stilling basin, it is important to form and control it in the basin. The use of expanding section can be one of the ways to ensure the formation of a jump in the basin. This way in comparison to the prismatic channels, increased energy loss of current and reduced the secondary depth and the length of the hydraulic jump. On the other hand, given that the rough bed decreases the secondary depth and the jump length, in the present study, S-jump characteristics on non-continuous trapezoidal roughness elements at two relative roughness height of 1.15$\le$H/y1$\le$1.68 and 2.3$\le$H/y1$\le$3.37 in the non-prismatic channels were analyzed. The experiments were performed in a in the horizontal rectangular channel which is 30 cm wide, 45 cm deep and 5 m long. A total of 99 experiments were carried out in prismatic channels and non-prismatic channels with expanding ratios of 0.67, 0.5 and 0.33 and range of Froude numbers from 4 to 12. The results of present study show that the shear stress of rough non-prismatic channels in relative height of roughness elements of 1.15$\le$H/y1$\le$1.68 was about 11.12 times that on the smooth prismatic channels. Also, rough bed caused a 12 to 17 percent reduction in the conjugated depth and a 7 percent decrease in jump length in comparison to the smooth bed. For the relative height of 2.3$\le$H/y1$\le$3.37, the shear stress of a rough non-prismatic channels was 13.2 times that on smooth prismatic channel. The conjugated depth and length of jump in the rough expanding section decreased by 20-30\% and 13\% respectively. The rough non-prismatic channel at an expanding ratio of 0.33 in comparison to smooth prismatic channel caused 59.5\% reduction in the secondary depth and increased jump efficiency about 29\%.
پرش هیدرولیکی یکی از مهمترین عوامل استهلاک انرژی جریان در پاییندست سرریزها و دریچههاست، تشکیل و کنترل پرش در حوضچههای آرامش، اهمیت بسیاری دارد. از اینرو واگرایی مقطع میتواند یکی از روشهای حصول اطمینان از تشکیل پرش در حوضچهی آرامش باشد. کانالهای غیرمنشوری (مقطع واگرا) در مقایسه با کانالهای منشوری باعث استهلاک انرژی بیشتر جریان، کاهش عمق ثانویه و افزایش طول پرش هیدرولیکی میشوند. در مطالعهی حاضر، مجموعاً ۹۹ آزمایش در بستر زبر با المانهای ذوزنقهیی غیرممتد با دو ارتفاع و صاف برای کانال منشوری و غیرمنشوری با نسبتهای واگرایی ۰٫۶۷، ۰٫۵ و ۰٫۳۳ و محدودهی فرود ۴ تا ۱۲ انجام شد و نتایج نشان داد که المانهای زبری ذوزنقه باعث افزایش ضریب تنش برشی در حدود ۱۳٫۲ برابر ضریب تنش برشی کانال منشوری با بستر صاف میشود. همچنین نسبت واگرایی ۰٫۳۳ با بستر زبر، باعث کاهش ۵۹٫۵ درصدی عمق ثانویه و افزایش ۲۹ درصدی راندمان پرش در مقایسه با کانال منشوری با بستر صاف شده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21290_b78853d98bb18ad2c0d799b2419b355d.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
FINITE ELEMENT ANALYSIS OF LINEAR VISCOELASTIC PROBLEMS USING THE PROPOSED GAUSSIAN-FOURIER SHAPE FUNCTIONS
تحلیل اجزاء محدود مسائل ویسکوکشسان خطی با استفاده از توابع شکل پیشنهادی گاوسین - فوریه
103
117
21291
10.24200/j30.2019.51137.2384
FA
وحیدرضا
کلات جاری
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
سید علی
قاضی میرسعید
دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
Journal Article
2018
09
03
In this paper, an enhanced finite element method is proposed for two-dimensional linear viscoelastic problems using new Gaussian-Fourier elements, and the results are compared with those obtained by classical Lagrange quadrilateral elements. Shape functions in Gaussian-Fourier elements are obtained by the enrichment of the proposed Gaussian-Fourier Radial Basis Functions with polynomial function fields. The idea for Gaussian-Fourier Radial Basis Functions came from the integrating Gaussian Radial Basis Functions with Complex Fourier Radial Basis Functions to be more efficient than each individually. In these proposed shape functions, there is a shape parameter, which is a constant unknown parameter that is selected to increase approximation's accuracy. It is shown that Gaussian-Fourier shape functions over an element satisfy all the requirements necessary for the assurance of convergence to the actual solution as the number of elements is increased, and their size is decreased. The Patch test is performed by utilizing Gaussian-Fourier elements in advance. In this study, based on the experience of the authors, it is proposed that a suitable shape parameter for each problem is adopted based on an acceptable approximation of the problem's geometry by a Gaussian-Fourier element. The Finite element formulation proposed by Zocher for linear viscoelasticity is adopted in this article. In this numerical algorithm, the constitutive equations, expressed in an integral form involving the relaxation moduli, are transformed into an incremental algebraic form prior to the development of the finite element formulation. In order to illustrate the validity and accuracy of the present approach two numerical examples, with available analytical solutions, are examined. The Results showed that Finite element solutions obtained by the proposed approach were in great agreement with analytical solutions even though noticeable fewer elements are required in comparison to the classic Finite Element method; therefore, the computational costs are reduced effectively. This fact may be attributed to the robustness of the proposed shape functions and their efficiency in viscoelasticity.
در نوشتار حاضر، به منظور تحلیل اجزاء محدود مسایل ویسکوکشسان خطی دوبُعدی المانهای چهاروجهی جدیدی تحت عنوان المانهای گاوسین - فوریه پیشنهاد شده است. توابع شکل در المانهای گاوسین - فوریه از طریق غنیسازی توابع پایهی شعاعی پیشنهادی گاوسین - فوریه با میدان توابع چندجملهیی به دست میآیند. توابع شکل گاوسین - فوریه، پارامترهای مجهول ثابتی هستند که به منظور افزایش دقت تقریب انتخاب و پارامتر شکل نامیده میشوند. بر اساس تجربهی نویسندگان مطالعهی حاضر، به منظور تخمین پارامتر شکل، یک مسئلهی بهینهسازی تعریف شده است، که هندسهی مسئله، تابع هدف آن است. به منظور صحتسنجی روش پیشنهادی و نشان دادن توانایی بالای المانهای پیشنهادی در حل مسایل ویسکوکشسان، دو مثال که پاسخ تحلیلی آنها نیز موجود است، بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهند که با استفاده از المانهای گاوسین - فوریه میتوان با تعداد المانهای بسیار کمتر نسبت به المانهای کلاسیک به دقت مطلوب رسید.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21291_a8a9023dfad999223a193b504ad7d04b.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
DEVELOPMENT OF FRAGILITY CURVES FOR PRECAST CONCRETE FRAMES COMPARING THE METHODS OF STATIC PUSHOVER AND INCREMENTAL DYNAMIC ANALYSIS
توسعهی منحنی شکنندگی برای قابهای بتن مسلح پیشساخته با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی و مقایسهی آن با تحلیل دینامیکی فزاینده
129
140
21292
10.24200/j30.2019.51924.2436
FA
روزبه
طالبخواه
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه بجنورد
0000-0002-8870-6459
علی اکبر
یحیی آبادی
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه بجنورد
مهدی
ادیبی
دانشکده ی فنی و مهندسی ، گروه مهندسی عمران، دانشگاه بجنورد
Journal Article
2018
10
22
Fragility curves provide damage probability as a function of ground motion characteristics and design parameters. In this study, we developed fragility curves for the precast reinforced concrete system, used in the construction of buildings in some high earthquake-prone zones in Iran. For accurate seismic demand estimation, we developed a numerical model for the precast beam-to-column connection based on the experimental results presented in the relative research. Incremental Dynamic Analysis (IDA) of the 3 and 5-story frames was conducted under the appropriate ground motion records set. The records database includes 10 far-fault records and10 near-fault records in which 5 records have pulses and 5 records do not have pulses. In IDA, multiple nonlinear dynamic analyses of the frames were performed using the OpenSees software under the ground motion records, each record scaled to several levels of seismic intensity from 0.1g up to the level at which structural collapse occurred. Based on the IDA results, the median and standard deviation values for the construction of the fragility curves were proposed at the four damage states of slight, moderate, extensive and complete. Results demonstrate that for a given seismic intensity level, the precast frames are more seismic vulnerable than the cast-in-place moment resisting frames. At a given level of seismic intensity, seismic vulnerability at four damage sates increases with increasing the height of the frames. The probability of exceeding the complete damage state at the design earthquake level was obtained to be 0.56 and 0.63 for the 3 and 5-story precast concrete frames, respectively.Considering that incremental dynamic analysis requires large computation efforts, we evaluated the possibility of using the static pushover analysis (SPO) in the development of fragility curves. For this purpose, the fragility curves were derived based on the pushover curves using the SPO2IDA algorithm. The results show that for all considered models at four damage states, the SPO method provides an acceptable approximation of the fragility curves. The accuracy of the SPO method in the development of fragility curves is improved at higher levels of response. The fragility curve of the 3 and 5-story frames for the complete damage state, developed based on the SPO method, is about 8 percent more than the corresponding curve obtained from the IDA method. Generally, for all structural models and all damage states the probability of exceedance obtained from the SPO method is about 12 percent more than that obtained from the IDA method.
منحنی شکنندگی، احتمال خسارت سازهیی را بهصورت تابعی از مشخصههای حرکت زمین و پارامترهای طراحی بیان میکند. در پژوهش حاضر، به منظور استخراج منحنی شکنندگی برای قابهای بتن مسلح پیشساخته، یک مدل عددی برای اتصالها در سیستم سازهیی ذکر شده براساس نتایج آزمایشهای انجام شده بر روی نمونههای مشابه در سایر مطالعات توسعه داده شد. علاوه بر این، با توجه به گستردگی حجم محاسبهها، در روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA)، امکان استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی پوشآور (SPO) برای استخراج منحنیهای شکنندگی ارزیابی شد و نتایج نشان داد که در تمام سطوح آسیب و تمام سیستمهای بررسی شده، روش SPO تقریب قابل قبولی از منحنیهای شکنندگی ارائه میدهد. در مجموع، روش SPO احتمال آسیب را بهصورت محافظهکارانه حدود ۱۲\٪ بیشتر از روش IDA برآورد میکند. با افزایش ارتفاع سازه، آسیبپذیری سازه در تمام سطوح آسیب به ازاء یک سطح مشخص شدت زلزله افزایش مییابد. همچنین نتایج حاکی از آن است که برای یک ارتفاع مشخص، آسیبپذیری در قابهای پیشساخته نسبت به قابهای خمشی افزایش یافته است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21292_fad849655a81ea736c14dca6d65afbfb.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
COMPARISON OF PROJECT COST ESTIMATION WITH CONVENTIONAL METHOD AND DYNAMIC AND SMART MODEL BASED ON BIM BASED ON LIST PRICE
مقایسه برآورد هزینه ی پروژه با روش متداول و مدل پویا و هوشمند بر بستر BIM بر مبنای فهرست بهای ابنیه
141
150
21296
10.24200/j30.2019.51237.2382
FA
اقبال
شاکری
دانشکده ی عمران، مهندسی مدیریت و ساخت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
سجاد
طاهری جبلی
دانشکده ی عمران، مهندسی مدیریت و ساخت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Journal Article
2018
09
09
Since the construction industry is one of the industries that consumes lot of resources, reducing the time and cost in this industry is very noticeable. In recent years, several methods have been proposed to control the time and cost of projects, which has led to the emergence of new technologies in this field. Building information modeling (BIM) is one of these new technologies in the construction industry. Important features of BIM technology are the elimination of conflicts in information related to structures, architectures and facilities, which provides good bases for accurate project cost estimation that are not possible in the traditional estimation. In this paper, using the BIM technology capacity through programming and linking the List Price to it, a dynamic and intelligent model is presented to estimate the project cost (Autodesk Revit software used for modeling and using Autodesk Dynamo software for programming and obtaining project cost estimation, which ultimately enters the outputs in Microsoft Excel software.). To validate it by modeling a building and measuring the results, the superiority of the proposed model Compared to the usual methods of project cost estimates are approved. According to results, the developed model has some capabilities such as increasing the speed and precision of estimation, reducing the deviation from the initial estimation at the end of the project, estimating online with regard to changes (volumes And price).
از آنجا که صنعت ساخت از جمله صنایعی است که منابع زیادی در آن صرف میشود، کاهش زمان و هزینه در آن بسیار موردتوجه است. در سالهای اخیر، روشهای متعددی در زمینهی کنترل زمان و هزینهی پروژهها ارائه شده است که منجر به ظهور فنّاوریهای نوینی در زمینهی اخیر شده است که مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) از جملهی آنها در صنعت ساخت است. از ویژگیهای مهم فنّاوری BIM، رفع تعارضهای اطلاعات مرتبط با سازه، معماری و تأسیسات است که مبانی خوبی را برای برآوردهای دقیق پروژه فراهم میسازد که در برآورد سنتی ممکن نبود. در نوشتار حاضر، با استفاده از ظرفیتهای فنّاوری BIM، از طریق برنامهنویسی و اتصال فهرستبها به آن، مدل پویا و هوشمندی برای برآورد هزینهی پروژه ارائه و از طریق مدلسازی یک ساختمان جهت اعتبارسنجی و سنجش نتایج بهدست آمده، برتری مدل ارائه شده نسبت به روشهای سنتی برآورد هزینهی پروژهها تأیید شده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21296_2223d52dab6bc330464a281ca56b065a.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
36.2
2.1
2020
08
22
AN ACCURATE MODEL FOR SECONDARY FLOW EFFECT ON LATERAL DISTRIBUTION OF DEPTH AVERAGED VELOCITY IN COMPOUND CHANNELS
تدقیق اثر جریانهای ثانویه در توزیعِ عرضیِ میانگینِ عمقیِ سرعت در کانال مرکب
151
159
21295
10.24200/j30.2018.51107.2372
FA
سید محمدرضا
علوی مقدم
گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
میلاد
بردبار
گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
Journal Article
2018
09
15
The analytical solution of the lateral distribution of depth averaged velocity in compound channels is known as the Shiono and Knight method (SKM). In comparison with 1-D methods (such as ``Divided Channel Method'', ``Coherence Method'' and ``Exchange Discharge Model''), SKM as a 2-D method enjoys the advantage of computing the distribution of local velocity across the channel. SKM uses three coefficients f, $\lambda$ and $\Gamma$ as the representatives of bed resistance, lateral viscosity and secondary currents, respectively. Obviously, accurate estimation of these parameters plays an important role on approaching to exact values. The estimation of f, $\lambda$ and $\Gamma$ has been the subject of numerous researches, but all of them have assumed constant values for $\Gamma$ in width of channel. This research is to shed more light on the secondary flow parameter and its accurate estimation effect on the results. As the first step, the exact experimental values for $\Gamma$ were calculated based on SERC-FCF data, Series No. 2. Then the distribution of $\Gamma$ across the channel was extracted for each sub-section. In opposition to current procedure of SKM calculation, the exact values of $\Gamma$ showed that this parameter is not really constant and follows a distribution of almost third order of the lateral channel coordinate. In the next step, the best function of $\Gamma$ for each experiment was calculated and the results of Shiono and Knight's analytical solution for velocity and shear stress, with and without using the suggested model for secondary flow effect, were compared with the observation data. The comparison certified a good agreement between the results of new model and the experimental data, especially in the border region between main channel and floodplain, where the current procedure on calculation of SKM does not work correctly. Comparison of relative errors between calculated and observed velocities showed that the suggested model was competent to reduce the average of errors from 9.1\% to 2.3\%.
حل تحلیلی توزیع عرضی میانگین عمقی سرعت در کانال مرکب، به روش شیونو و نایت موسوم است. عامل $\Gamma$ به اثر جریانهای ثانویه در محاسبات اشاره دارد و در خصوص تدقیق آن، پژوهشهای زیادی صورت گرفته و در تمامی آنها، کمیت $\Gamma$ در عرض هر بخش از کانال مرکب ثابت فرض شده است. در پژوهش حاضر، مقادیر دقیق $\Gamma$ بر اساس دادههای SERC-FCF محاسبه و نشان داده شده است که ثابت فرض کردن عامل $\Gamma$، نتایج را به طور تقریبی برآورد میکند. رسیدن به دقت بالاتر با انتخاب مدلی با تابعی درجه سوم از $\Gamma$ نسبت به عرض کانال y حاصل میشود. حل تحلیلی بر اساس توابع ارائه و نتایج توزیع سرعت و تنش برشی بستر بر اساس مدل پیشنهادی، در کنار نتایج روش موجود با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. مدل ارائه شده در پژوهش حاضر، خطای نسبی میان مقادیر سرعت مشاهداتی و محاسباتی را نسبت به مدل رایج شیونو و نایت، از ۹٫۱ به ۲٫۳ درصد کاهش داده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_21295_4deac7e2a90b9e7b36f34599c1246c8c.pdf