چکیده
برای تحلیل درست پی های گسترده متغیرهای عددی باید در نظر گرفته شود. انتخاب صحیح این متغیرها در تحلیل صحیح پی های گسترده در ساختمانهای بلند دارای اهمیت می باشد. یکی از مهمترین آنها ضریب عکس العمل بستر می باشد. در این مقاله، نخست دیدگاه های موجود بر انتخاب متغیرهای تحلیل پیهای گسترده انعطاف پذیر بیان شده و. روشهایی برای اصلاح آنها ارائه شده است.
در ادامه یک برنامه کامپیوتری که بر اساس محاسبات آن روش المان سطحی مجزا می باشد، معرفی شده است. این برنامه با استفاده از مشخصات خاک و پی و شکل بار گذاری مقدار ضریب عکس العمل بستر را در هر نقطه از پی محاسبه می کند. سرانجام با استفاده از این نرم افزار تهیه شده، اثر متغیرهای مختلف در تحلیل پی های گسترده بررسی شده است.
مقدمه
استفاده از پی گسترده به گذشته های بسیار دور باز می گردد و این نوع پی عملکرد خود را در انتقال نیروهای ساختمان به زمین نشان داده است، به همین دلیل استفاده از پی گسترده در ساختمانهای بلند بسیار متداول است. پی گسترده یک نوع پی مرکب است که کل سطح زیر ساختمان را پوشانده و ستونها و دیوارهای متعددی بر روی آن قرار می گیرند. این نوع پی زمان به کار برده می شوند که نیروی ستونها زیاد باشد، ستونها به هم نزدیک باشند، خاک زیر پی ست باشد یا محدود کردن نشست نسبی پی مدنظر باشد.
در حال حاظر در بیشتر مواقع برای تحلیل پی های گسترده انعطاف پذیر از یک مقدار ثابت ضریب عکس العمل بستر که از آزمایشهای ژئو تکنیک مثل بارگذاری صفحه ای بدست می آید، استفاده می شود. استفاده از ضریب عکس العمل یکنواخت در سرتاسر پی، به معنای عدم در نظر گرفتن شرایط یک محیط پیوسته برای خاک می باشد. یکی از مسائل اصلی این است که تغییرات ضریب عکس العمل بستر برای یک پی گسترده که بر روی خاک یکنواخت قرار دارد چگونه باشد و در تحلیل پی های گسترده میزان اهمیت این تغییرات به چه صورت می باشد.
اطلاع از اهمیت این تغییرات به مهندسان حرفه ای کمک می کند تا داده های تحلیل خود را صحیح تر انتخاب کنند. به همین دلیل برای رفع این مشکل داشتن یک ابزار مناسب که قابل استفاده برای عموم طراحان باشد، ضروری است. از سوی دیگر مدلسازی خاک به صورت محیط پیوسته پر هزینه و وقت گیر است لذا مورد استقبال طراحان حرفه ای نیست.
بطور کلی طراحان حرفه ای ترجیح می دهند که از مدل فنر برای خاک استفاده کنند. در این مقاله روش محاسباتی ساده ای معرفی شده است که مشکلات مدلهای ساده حرفه ای را ندارد و در ادامه با استفاده از روش ارائه شده، میزان اهمیت ضریب عکس العمل بستر و سایر متغیرها ( مانند سختی سازه و… ) بر روی نتایج تحلیل بررسی شده است.
روشهای عمومی تحلیل پی های گسترده
روشهای تحلیل پی گسترده که در گذشته مورد استفاده قرار گرفته اند عمدتا شامل روش پی نواری، روش دال تخت معادل، تیر بر روی محیط ارتجاعی است. در سالهای اخیر با پیشرفتهایی که در روشهای اجزاء محدود به وجود آمده، از تحلیل صفحه بر روی محیط ارتجاعی استفاده می شود، با این وجود، اغلب مهندسان حرفه ای کماکان از فنر برای شبیه سازی خاک استفاده می کنند. مهمترین متغیر مورد نیاز در شبیه سازی خاک با فنر، ضریب عکس العکمل بستر می باشد.
مفهوم عکس العمل خاک برای اولین بار توسط ترزاقی برای تحلیل پی های گسترده بکار گرفته شد. در طراحی پی گسترده، واکنش خاک باید با آنچه که در واقعیت وجود دارد مطابقت داشته باشد. برخی از محققان بر طبق مشاهدات پی های گسترده، این نتیجه را بدست آورده اند که بر مبنای تئوری عکس العمل، خاک بیش از حد ساده سازی شده است. مطالعاتی دیگر نشان داد که در نظر گرفتن یک مقدار ثابت برای ضریب عکس العکل بستر، می تواند منجر به منحرف نمودن مهندس و طراحی های اشتباه وی گردد،
زیرا ضریب عکس العمل خاک ممکن است بطور قابل توجهی در نقاط مختلف پی گسترده که روی خاک یکنواخت قرار دارد، متفاوت باشد و این تغییر به عوامل مختلف نظیر سختی و نوع خاک و پی و شکل بارگذاری بستگی دارد.
انتخاب ضریب عکس العمل بستر
ضریب عکس العمل به سادگی با استفاده از یک آزمایش بارگذاری صفحه به قطر معمول 30 سانتیمتر یا با استفاده از مقادری پیشنهادی در جداول طراحی انتخاب می شود. اما ضریب حاصل از این آزمایشها و جداول باید اصلاح گردد. ضریب عکس العمل بستر علاوه بر مشخصات خاک به شکل، ابعاد و عمق پی بستگی دارد
پدیده گود افتادگی ( Dishing ) در پی
قبل از اینکه به تشریح روش المانهای سطحی مجزا بپردازیم، لازم است توضیح کوتاه در خصوص پدیده گود افتادگی ارائه شود. اگر یک صفحه انعطاف پذیر که بر روی یک محیط الاستیک قرار دارد توسط بار یکنواخت بارگذاری شود، وسط این صفحه دچار گود افتادگی خواهد شد ( شکل 1 ).
البته فنرهای وینکلر قادر به مدل گردن این پدیده نیستند. اگر یک صفحه بر روی فنرهای وینکلر قرار دارد، را تحت بار گسترده یکنواخت قرار دهیم، صفحه به صورت یکنواخت تغییر مکان می دهد و نهایتا فشار در زیر صفحه نیز یکنواخت خواهد بود ( شکل 2 ). علت آن این است که فنرها مستقل از یکدیگر هستند.
مطالعات پارامتریک
در این قسمت نتایج مطالعات پارامتریک انجام شده رائه می گردد. تغییر متغیرها در این مطالعه شامل طیف گسترده ای از متغیرها نیست، بلکه تاثیر متغیرهایی که نقش اساسی در روش مدل کردن دارند مورد بررسی قرار گرفته اند. هدف از این مطالعه، ارائه توصیه های طراحی در خصوص روش تحلیل است.
اثر در نظر گرفتن مان اینرسی موثر پی
در این قسمت دو تحلیل انجام شده است. در تحلیل اول از ممان اینرسی کل مقطع پی، و در تحلیل دوم از ممان اینرسی موثر پی ( ممان اینرسی مقطع ترک خورده بتن ) که برابر %60 ممان اینرسی کل فرض شده است، استفاده شده است. ممان اینرسی موثر یا ممان اینرسی مقطع ترک خورده در آئین نامه ACI معرفی شده است. در شکل (9) مقدار نتایج لنگرها در امتداد A-A نشان داده شده است.
مقدار اختلافی که در اثر کاربرد ممان اینرسی کل و مان اینرسی موثر در نتایج حاصل می شود، برابر %208 می باشد. که این نشان می دهد ترک خوردگی مقطع بتنی پی بر نتایج تحلیل بسیار موثر بوده و استفاده از ممان اینرسی موثر در تحلیل پی های گسترده ضروری است به نظر می رسد.
نتیجه گیری
در این مقاله روش المانهای سطحی مجزا که برای تحلیل پی های گسترده ساختمان های بلند قابل استفاده است، تشریح گردید. سپس برنامه MATSAP توسط مولفین تهیه شده است، معرفی شد. در ادامه برای نشان دادن اهمیت متغیرهای اصلی تحلیل در نتایج طراحی، بررسی های لازم در چارچوب مطالعات پارامتریک ذکر شد.
مراجع
1- صفوتی، امید (1378) «اصلاح روش استفاده از فنر در تحلیل پی های گسترده»، نشر فن، شماره 6، صفحات 11 الی 13.
2- صفوتی، امید (1378) «بررسی عوامل موثر در تحلیل پی های گسترده انعطاف پذیر» پایا نامه کارشناسی ارشد مکانیک خاک و مهندسی پی، گروه مهندسی عمران دانشکده فنی تهران.
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
روشهای عمومی تحلیل پی های گسترده
انتخاب ضریب عکس العمل بستر
پدیده گود افتادگی ( Dishing ) در پی
استفاده از روش المان سطحی مجزا در تحلیل پی های گسترده
مطالعات پارامتریک
اثر استفاده از ضریب عکس العمل متغیر در نتایج تحلیل
اثر در نظر گرفتن مان اینرسی موثر پی
اثر تغییر شکل بر شی پی
اثر سختی سازه
اثر دیوار برشی
اثر مدول الاستیسیته خاک
نتیجه گیری
مراجع
مقاله فوق دارای صفحه مشخصات، فهرست مطالب و 20 صفحه متن (در قالب 
) با رعایت کامل صفحه بندی می باشد. همچنین فونت های کار شده برای متن مقاله B Nazanin(14) و برای تیترهای داخل مقاله B Titr می باشند.
قیمت این مقاله ۴۰۰۰ تومان می باشد، جهت پرداخت و دریافت مقاله روی تصویر زیر کلیک کنید.
همچنین ببینید 
نوشته شده در 30 اردیبهشت 1400