توضیحات

 عنوان فارسی: بررسی روش های تعیین ظرفیت باربری ­پی ­های سطحی در حالت لرزه­ای

• چكیده
• فصل اول تعاریف و کلیات
• ‌‌پی سطحی
• ‌‌نیروهای وارد بر سازه
• ‌‌عملکرد پی تحت تاثیر بارهای وارده
• ‌‌بررسی اثر خرابی پی در زلزلهها
• فصل سوم معرفی روش‌های تحلیلی
• ‌‌روش خطوط مشخصه تنش
• ‌‌روش تحلیل حدی
• ‌‌روش المان های مجزا
• ‌‌روش تعادل حدی
• ‌‌روش‌های عددی
• فصل چهارم بررسی روشهای تعیین ظرفیت باربری پیهای سطحی در حالت لرزه­ای
• ‌‌روش مجیدی و میرقاسمی
• ‌‌روش ریچاردز و همکارانش
• ‌‌روش بودهو و الکرنی
• ‌‌‌فرمول نویسی مسئله
• ‌‌‌سطح گسیختگی در حالت لرزهای
• ‌‌‌تعیین ضرایب ظرفیت باربری لرزهای
• ‌‌تحقیقات آزمایشگاهی بودهو و الکرنی
• ‌‌‌هدف آزمایش
• ‌‌‌خصوصیات خاک مدل شده زیر پی
• ‌‌‌مشخصات پی مدل شده
• ‌‌‌مشخصات میز لرزان
• ‌‌‌تبدیل مقیاس مدل آزمایشگاهی به صحرایی
• ‌‌‌ثبت مشاهدات
• ‌‌‌نتایج
• ‌‌روش تعادل حدی
• ‌‌‌روش سارما و یوسیفلیس
• ‌‌‌روش مرلوس و رومو
• ‌‌‌روش چادوری و همکارانش
• ‌‌‌روش رمضان پور و همکارش
• ‌‌روش تحلیل حدی
• ‌‌‌روش سوبرا
• ‌‌‌روش دورمیو و پکر
• ‌‌‌روش پکر و سالنکن
• ‌‌‌روش عسکری، فرزانه و میرابوطالبی
• ‌‌روش خطوط مشخصه تنش
• ‌‌‌روش کشاورز و همکارش
• ‌‌‌روش کومار و رائو
• ‌‌‌روش کمالیان و همکارانش
• ‌‌‌روش قهرمانی و بریل
• ‌‌روش تحلیل عددی
• ‌‌‌روش شفیعی و جهان اندیش
• ‌‌‌روش کمالیان و همکارانش
• ‌‌‌روش قضاوی و همکارش
• ‌‌روش تحقیقات آزمایشگاهی
• ‌‌‌روش ناپت و همکارانش
• ‌‌‌روش پراکاش و ساران
• ‌‌روش های طراحی متداول
• ‌‌‌آیین نامه آمریکا
• ‌‌‌آیین نامه ایران
• منابع و مراجع

1        فصل اول
تعاریف و کلیات
تعاریف و کلیات

پی پایین­ترین قسمت سازه است که وزن آن را به لایه­های زیرین خاک یا بستر سنگی منتقل می­کند. پی یک سازه باید طوری انتخاب گردد که دو وظیفه، انتقال بار سازه به داخل توده خاک یا سنگ زیر سازه و همچنین کنترل مقدار نشست سازه در اثر بار روسازه را به‌خوبی انجام دهد. در علم مهندسی ژئوتکنیک دو وظیفه گفته‌شده را به‌ترتیب کنترل حدی شکست و کنترل حدی
می­نامند. در این فصل به اهمیت و کاربرد پی­های سطحی پرداخته خواهد شد و عوامل خرابی پی­ها و زلزله‌های رخ‌داده در گذشته که عامل عمده تخریب سازه، شکستگی و واژگونی پی­ها بوده‌است بیان خواهد شد.

1‌.1‌پی سطحی

پی­ها را می­توان به دو دسته اصلی تقسیم نمود: پی­های سطحی[1] و پی­های عمیق[2]. پی­های منفرد (شكل ‏1‌.‌‌1) به شکل مربع یا مستطیل که ستون­ها را تحمل می­کنند و پی­های نواری که دیوارها و یا سازه­های مشابه را تحمل می­کنند عموما به عنوان پی­های سطحی تلقی می­شوند. پی­های گسترده[3] نیز، به‌عنوان پی­های سطحی درنظر گرفته می­شوند. این پی‌ها دال­های بتن مسلح با سختی سازه­ای قابل توجهی هستند که بارهای تعدادی ستون و دیوار را تحمل می­کنند.

شكل ‏1‌.‌‌1  پی منفرد.

     پی سطحی نشان داده‌شده در شكل ‏1‌.‌‌1، به عرض B و طول L می‌باشد. عمق قرارگیری پی نسبت به سطح زمین برابر D_f است. از نظر تئوری، هنگامی که B/L مساوی صفر است (به­عبارتی L=∞)، یک حالت کرنش صفحه­ای در توده خاکی که پی را تحمل می­کند وجود خواهد داشت.

     برای اغلب حالات اجرایی، هنگامی که 1.6تا 1.5 B/L≤ است، فرضیه­های کرنش صفحه­ای به نتایج خوبی منتهی می­شوند. ترزاقی یک پی را هنگامی­که عمق آن D_f، کمتر یا مساوی عرض آن B باشد. (1≤ D_f/B) پی سطحی تعریف کرده‌است. اما مطالعات تحقیقاتی که تاکنون انجام گرفته‌است نشان می‌دهد برای پی­های سطحی،  D_f/Bمی­تواند 3 تا 4 باشد.

1‌.2‌نیروهای وارد بر سازه

بارهای وارده به سازه به دوگروه بارهای استاتیکی و دینامیکی تقسیم‌بندی می­شوند. بارهای استاتیکی شامل بارهای مرده، زنده یا برف و فشار جانبی خاک می­باشند و بارهای دینامیکی شامل بار زلزله، بار ماشین آلات، باد و بارهای ضربه­ای می­باشند.

     در شكل ‏1‌.‌‌2 نیروهای کلی وارده بر سازه به­صورت شماتیک نشان داده شده­است. با توجه به نوع روسازه، پی­های سطحی ممکن است در مواجه با بارهای دینامیکی متفاوتی قرارگیرند. بارهای دینامیکی ممکن است یکی از حالت­های 1) بار ساده با سرعت متغیر 2) بار لرزه­ای 3) بارگذاری متناوب 4) بار ضربه باشند. ظرفیت باربری پی­های سطحی هنگام مواجه با بارهای اشاره‌شده متفاوت از حالت بارگذاری استاتیکی می­باشد.

شكل ‏1‌.‌‌2  نیرو­های وارد بر یک سازه.

1‌.3‌عملکرد پی تحت تاثیر بارهای وارده

عملکرد پی­های سطحی در اثر بارهای دینامیکی تابع عوامل زیر می­باشد:

1. طبیعت و بزرگی بارهای دینامیکی
2. تعداد اعمال بارهای دینامیکی
3. نرخ کرنش پاسخ خاک در برابر بار اعمالی

     ظرفیت باربری پی­های سطحی در اثر بارهای لرزه­ای کاهش می­یابد ومیزان نشست و دوران در پی­ها نیز افزایش می­یابد. کاهش ظرفیت باربری پی­ها، بستگی به طبیعت و نوع خاک و پارامترهای شتاب زمین در خاک غیر روانگرا دارد. در خاک­های روانگرا ساختمان­های متکی به پی­های سطحی ممکن است نشست و دوران بیشتری داشته باشند.

     خاک زیر پی به دو طریق کلی بر رفتار و نحوه انهدام سازه در مقابل زلزله موثر است:

1- خاک به عنوان تکیه­گاه، ممکن است در حین وقوع زلزله پایداری و مقاومت اولیه خود را از دست بدهد.

2- خاک زیر پی بر خصوصیات نیروی زلزله وارد بر سازه اثر می­گذارد.

درحالت اول با توجه به نوع خاک زیر سازه، ممکن است در اثر زلزله خرابی­های زیر بوجود آید:

• نشست کلی و یا نامساوی[4] که منجر به کج شدگی پی خواهد شد.
• انهدام پی به علت از بین‌رفتن توان باربری.
• افزایش فشار آب منفذی و کاهش مقاومت برشی خاک و در نتیجه وقوع روانگرایی[5]
• انهدام شیروانی­ها و شیب­ها به‌علت وقوع زمین لرزه.

در تمام حالات فوق، انهدام پی سازه را به همراه خواهد ‌داشت.

     در حالت دوم با توجه به وضعیت ضخامت و خصوصیات خاک زیر پی، ممکن است لرزه­های ناشی از زلزله را تقویت نموده و در نتیجه نیروهای وارده بر سازه را ممکن است افزایش دهد. در این حالت با فرض اینکه خود خاک بر خلاف حالت قبل کاملا در مقابل زلزله پایدار می‌باشد ولی با تاثیر بر مشخصه‌های لرزه‌ای زمین نظیر شتاب زلزله، حداکثرسرعت، حداکثر تغییر مکان در سطح زمین و مدت زمان ارتعاشات موثر زلزله، بر واکنش سازه در برابر زلزله اثر می‌گذارد.

1‌.4‌بررسی اثر خرابی پی در زلزله­ ها

تجربیات زلزله Michoacan-Guerero حاکی از آن است که مقدار بار قائم و لنگر وارده بر پی نقش کلیدی در رفتار لرزه‌ای پی‌های سطحی دارد. مقاومت خاک در هنگام اعمال بار دینامیکی بسته به نوع خاک و شرایط ژئوتکنیکی (مانند وجود آب زیرزمینی یا شرایط زهکشی) تاثیرات زیادی در کاهش مقاومت خاک و افزایش نشست پی در اثر بارهای لرزه­ای دارد. در اغلب موارد نشست بیش از حد در سال‌های اخیر جهت برآورد ظرفیت باربری پی­های سطحی با درنظرگرفتن اثر مولفه افقی و قائم زلزله روش­هایی ارائه شده‌است.

     در زلزله سال 1978میاگی- کن- اکی[6] ژاپن مواردی از گسیختگی پی­ها بر اثر کاهش ظرفیت باربری مشاهده شد که اثر آن نمی­توانست روانگرایی باشد. ریچاردز و همکاران (1990) علت این مورد را پدیده‌ای بنام جریان یافتگی لرزه­ای نامیدند. در این پدیده، وقتی شتاب زلزله از حد معینی بیشتر شود خاک همانند سیالی غیر ایزوتروپیک جریان می­یابد. این پدیده درخاک­های خشک (عدم حضور فشارآب حفره­ای) می­تواند روی دهد، در صورتی که روانگرایی مختص خاک­های اشباع است. جریان یافتگی می‌تواند در خاک­های متراکم هم روی دهد، در صورتی که روانگرایی به خاک­های سست و کم اختصاص دارد. میزان آسیب این پدیده نیز متفاوت است. وقوع روانگرایی می‌تواند فاجعه آمیز باشد و به دنبال آن جوشش خاک، نشست زمین و خرابی فوری پی­ها، سازه­های مدفون و دیوارهای حائل رخ دهد. در صورتی که جریان یافتگی جابه‌جایی­ها تدریجی و آهسته است. در روانگرایی تنش موثر کاملا محو می­شود، در صورتی که وقوع جریان یافتگی نیازی به صفرشدن تنش موثر ندارد. در شكل ‏1‌.‌‌3 تصویری از واژگونی یک ساختمان بر اثر زلزله مکزیکو سیتی 1985 نشان داده شده‌است که به‌علت کاهش ظرفیت باربری پی روی داده­است ]1[.

شكل ‏1‌.‌‌3  خرابی ناشی از اثر زلزله مکزیکو سیتی 1985.

     مطالعات بر روی خسارات بوجودآمده توسط زلزله­های شدید از قبیل زلزله آلاسکا (1964Alaska) نیگاتا ژاپن (1964Nigata) و… نشان می‌دهد، اگر چه در خیلی از موارد سازه اصلی دست‌نخورده و بی عیب باقی‌مانده، اما کل بنا و یا روسازه دچار ناپایداری، کجی یا واژگونی شده‌است، زیرا خاک زیر پی در این حالت دچار کاهش ظرفیت باربری یا از دست‌دادن توان باربری گشته، به‌طوری که توانایی تحمل بار روسازه در هنگام زلزله را نداشته‌است ]1[.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق