انتخاب صفحه

فهرست مطالب
فصل اول: کلیات

پروژه‏های عمرانی، متشکل از دو قسمت روسازه و زیرسازه می‏باشد. زیرسازه غالبا به بخشی اطلاق می‏شود که در تماس با خاک و در روند انتقال مستقیم بار روسازه به خاک بستر یا اطراف مشارکت دارد. انتقال بار از رو سازه به زمین توسط عضوی به نام پی انجام می‏شود. نقش پی یا فونداسیون به عنوان یک قسمت انتقالی در ابنیه، قابل تحمل نمودن تنش‏های نسبتا بزرگ موجود در اجرای زیرزمین سازه از قبیل ستون، پایه و یا دیوار برای خاک است. خاک‏ها و مصالح طبیعی موجود در سطح زمین در مقایسه با اجزای روسازه از قبیل مصالح ساختمانی متداول، مانند بتن و فولاد، مقاومت و توان باربری نسبتا پایینی دارند. مهندسی پی هنر بکارگیری علوم سازه، ژئوتکنیک و قضاوت مهندسی در رابطه با تحلیل و اجرای پی بوده به نحوی که با رعایت اصول فنی، اجرایی، پایداری و اقتصادی،نهایتا سیستم پی بهینه‏ای حاصل گردد. جهت تحقق یافتن اهداف فوق مهندس پی باید درک مناسبی از رفتار و عملکرد متقابل و به عبارتی دیگر، اندرکنش خاک و سنگ بستر، و نیز شرایط روسازه را داشته باشد.
از ملزومات اساسی آنالیز و طراحی پی تعیین توان باربری (ارزیابی مقاومت خاک و سنگ)، برآورد میزان تغییرات حجمی و فشردگی بستر بر اثر بارگذاری(تخمین میزان نشست خاک) و طراحی سازه‏ای می‏باشد که در دو گام اول هندسه پی در پلان و عمق استقرار آن تعیین گردیده و سپس طراحی سازه‏ای و یا طراحی داخلی بر اساس تنش‏های داخلی بر اثر نیروهای خارجی صورت می‏گیرد که شامل انتخاب مصالح، تعیین ضخامت پی و در صورت لزوم چگونگی مسلح نمودن آن است. کنترل پایداری و طراحی خارجی نیز از ضروریات تحلیل و طراحی بوده و در نهایت کفایت سیستم طراحی شده به لحاظ اجرایی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار می‏گیرد[1].
پی‏ها به لحاظ عمق استقرار پی به دو گروه پی‏های سطحی و پی‏های عمیق تقسیم بندی می‏شود. پی‏های سطحی از متداول‏ترین پی‏ها بخصوص برای پروژه‏های ساختمانی است که اغلب عمق استقرار آنها کمتر از عرضشان است. پی‏های سطحی شامل پی‏های منفرد، مرکب، نواری و گسترده می‏باشد. امروزه برای حالت‏هایی که تقارن محوری وجود دارد از پی‏های دایره‏ای و حلقوی استفاده می‏شود. برای پی سازه‏هایی مانند پایه‏های پل‏ها، برج‏های آبی، سیلوها و … از پی‏های حلقوی استفاده می‏شود. به لحاظ اقتصادی استفاده از پی‏های حلقوی میزان استفاده از مصالح را کاهش می‏دهد. کشورهایی که در آن مصالح اولیه برای ساخت از نظر هزینه قیمت بالایی را ایجاد می‏کند، استفاده از پی‏های حلقوی گسترش بیشتری یافته است.
در کشور ما ایران نیز از پی‏های حلقوی استفاده می‏شود. برای برج‏های خنک کننده و واحد HRSG سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون از پی‏های حلقوی استفاده شده است.

1-1- مقدمه…………………………………………………………………… 2
1-2- موقعیت نیروگاه کازرون………………………………………………… 3
1-3- زمین شناسی منطقه………………………………………………… 3
1-4- مطالعات ژئوتکنیک……………………………………………………. 5
1-5-ضرورت انجام پژوهش…………………………………………………. 8
1-6- اهداف پژوهش……………………………………………………….. 8
1-7- ساختار پایان‌نامه……………………………………………………… 9

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم: پژوهش‏های انجام شده

عمدتا در طراحی پی‏های سطحی، نشست عامل کنترل کننده در تعیین قابلیت باربری مجاز است. مضافا به اینکه در تعیین توان باربری مجاز عوامل هندسه پی، مقاومت و سختی خاک زیر پی و ملاحظات سرویس پذیری روسازه به دلیل تحمل تغییرشکل‏ها مطرح است، و بنابراین، توان باربری و نشست پی با هم در اندرکنش بوده و نمی‏توان به صورت مجزا به آن پرداخت.
پی یک سازه که بارهای حاصل از سازه را به خاک زیرین منتقل می‏کند به عنوان یک عنصر انتقالی باید از دو نظر مورد ارزیابی قرار گیرد[3]:
– گسیختگی برشی در خاک زیر شالوده رخ ندهد.
– نشست پی تحت بارگذاری از میزان نشست مجاز بیشتر نشود.
روش‏های مختلف تعیین ظرفیت باربری پی را به طور کلی می‏توان به چهار گروه تقیسم بندی کرد[1]:
1- آنالیز استاتیکی که بر مبنای روش‏های تحلیلی گسیختگی خاک زیر یک پی در حالت حدی و مبنی بر استفاده از پارامترهای مقاومت برشی خاک می‏باشد.
2- روش‏های مکمل که شامل استفاده از داده‏های آزمایش‏های درجای خاک مثل آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) و آزمایش نفوذ مخروط (CPT) می‏باشد.
3- استفاده از مقادیر مشخص که توسط آیین‎نامه‏ها و مراجع توصیه می‎شود.
4- استفاده از نتایج آزمایش بارگذاری که مستقیما ظرفیت باربری خاک تعیین می‏شود.
بعد از محاسبه ظرفیت باربری نهایی خاک، از تقسیم آن بر ضریب اطمینان(FS) ظرفیت باربری مجاز خاک محاسبه و براساس آن ابعاد پی تعیین می‏شود.
(2-1)

در این فصل به بررسی روش‏های مختلف تعیین ظرفیت باربری پرداخته شده و تئوری‏های موجود در زمینه ظرفیت باربری مورد بررسی قرار می‏گیرد. در ادامه این فصل با توجه به اینکه در این پروژه قصد داریم نشست پی را محاسبه کنیم به بررسی تئوری‏ها و روابط موجود در زمینه محاسباتنشست پرداخته می‏شود.

2-2- انواع گسیختگی خاک زیر پی
یک پی را در نظر می‏گیریم که تحت بارگذاری قرار دارد. اگر به تدریج بار بر شالوده وارد شود، نشست شالوده افزایش پیدا خواهد کرد. با توجه به نوع خاک زیر پی و عمق استقرار پی ممکن است سه نوع گسیختگی در خاک رخ دهد[4].

2-2-1- گسیختگی برشی کلی
در این حالت سطح گسیختگی همان طور که در شکل(2-1) نشان داده شده است تا سطح خاک اطراف پی گسترش می‏یابد. این گسیختگی به طور ناگهانی صورت پذیرفته و پس از رسیدن صفحات گسیختگی به سطح زمین و درنتیجه برآمدگی خاک اطراف، پی دچار ناپایداری می‏شود. معمولا موقعی که شالوده بر روی یک خاک ماسه‏ای متراکم یا خاک چسپنده سفت قرار بگیرد این نوع گسیختگی رخ می‏دهد.

مکانیزم گسیختگی برش کلی

مکانیزم گسیختگی برش کلی

2-1- مقدمه……………………………………………………………. 11
2-2- انواع گسیختگی خاک زیر پی…………………………………. 12
2-2-1- گسیختگی برشی کلی……………………………………. 12
2-2-2- گسیختگی برشی موضعی……………………………….. 13
2-2-3- گسیختگی برشی سوراخ‏کننده…………………………… 14
2-3- انواع روش‏های تحلیلی محاسبه ظرفیت باربری…………… 14
2-3-1- روش تعادل حدی………………………………………….. 14
2-3-2- روش لغزش-خط …………………………………………….15
2-3-3- روش مرز بالا…………………………………………………. 15
2-3-4- روش‏های عددی…………………………………………….. 16
2-4- محاسبه ظرفیت باربری……………………………………… 16
2-5- نشست پی‏ها………………………………………………… 28
2-5-1- نشست آنی……………………………………………….. 28
2-5-2- نشست تحکیم……………………………………………. 32

فصل سوم: مدل‏سازی

توسعه روزافزون نرم‌افزارهای رایانه‌ای و کاربرد آن‌ها در علوم مختلف، تحولات بزرگی در دقت نتایج حاصل از تحلیل‌های مربوطه ایجاد نموده است. علم مهندسی ژئوتکنیک نیز از این قاعده مستثنی نبوده و تاکنون نرم‌افزارهای متعددی در شاخه‌های مختلف آن ارائه شده است. یکی از نرم‌افزارهای مفید و کاربردی، PLAXIS می‌باشد. PLAXIS یک برنامه کامپیوتری المان محدود با اهداف به خصوصی است که برای انجام آنالیز پایداری و تغییر شکل در کاربردهای مختلف ژئوتکنیکی استفاده می‌شود.
برنامه PLAXIS در محیط ویندوز قابل اجرا بوده و دارای قابلیت‌های فراوان می‌باشد و در عین حال استفاده از آن برای کاربر آسان و راحت است. تهیه این برنامه در سال 1987 در دانشگاه دلف هلند آغاز شد و به تدریج گسترش بیشتری یافت و با همکاری دیگر متخصصین ژئوتکنیک در اروپا همانند متخصصین دانشگاه اشتوتگارت المان ادامه یافت و تکمیل این برنامه همچنان ادامه دارد.
در این فصل ابتدا به معرفی نرم‏افزار PLAXIS و دلایل انتخاب این نرم افزار پرداخته می‏شود. سپس مراحل مدل سازی در نرم افزار به صورت گام به گام ضمن مدلسازی کار حاضر توضیح داده می‏شود.

3-2- دلایل انتخاب نرم‌افزار PLAXIS برای انجام تحقیق
برای تحلیل به روش اجزاء محدود از نرم‌افزارهایی مثل انسیس ، لوسس ، نیسا ، کریسپ ، پلاکسیس و یا هر نرم‌افزار غیرخطی دیگری که معیارهای تسلیم مناسب و المان‌های مورد نیاز برای تحلیل را داشته باشد می‌توان استفاده کرد. در این پروژه از نرم‌افزار PLAXIS برای انجام کارها استفاده می‌شود. دلایل عمده انتخاب نرم‌افزار PLAXIS به شرح زیر می‌باشد:
1- نسخه‌های مختلف این نرم‌افزار در دسترس است و از لحاظ نصب، نیازهای سخت‌افزاری، تحلیل و… دارای مشکلی نمی‌باشد
2- انواع مختلف معیارهای تسلیم در این نرم‌افزار موجود می‌باشد.
3- قابلیت‌های این نرم‌افزار در تولید خطوط، سطوح و همچنین در تولید المان‌ها و مش‌بندی اتوماتیک، بسیار بالا می‌باشد.
4- فایل ورودی که این برنامه می‌سازد بسیار قابل فهم می‌باشد، به نحوی که به راحتی می‌توان تغییرات مورد نظر را در فایل ورودی وارد کرد و نیازی به مدل کردن مجدد مدل نمی‌باشد.
5- امکانات گرافیکی این برنامه بسیار مناسب می‌باشد به نحوی که علاوه بر مشاهده‌ کانتورهای تنش و تغییر شکل می‌توان چگونگی تغییرات آن‌ها را نیز از ابتدا تا انتهای بارگذاری مورد بررسی قرار داد. این امر برای بررسی چگونگی گسترش منطقه پلاستیک طی مراحل مختلف بارگذاری و یا چگونگی تغییر شکل‌ سازه در این مراحل بسیار کاربرد خواهد داشت.

تنش‏های اولیه ناشی از آب

تنش‏های اولیه ناشی از آب

3-1- مقدمه…………………………………………………………. 35
3-2- دلایل انتخاب نرم‌افزار PLAXIS برای انجام تحقیق………… 36
3-3- کلیاتی در مورد PLAXIS ا……………………………………..37
3-3-1- معرفی داده‌های ورودی…………………………………… 37
3-3-2- انتخاب نوع مدل ……………………………………………..37
3-3-3- انتخاب نوع المان………………………………………….. 38
3-4- مدل سازی هندسی………………………………………… 40
3-5- مدلسازی مصالح……………………………………………. 42
3-6- مش‏بندی……………………………………………………. 46
3-7- اعمال شرایط اولیه………………………………………… 48
3-8- محاسبات………………………………………………….. 50
3-8-1- محاسبه‌ پلاستیک………………………………………. 50
3-8-2- محاسبه‌ تحکیم…………………………………………. 50
3-8-3- تحلیل ایمنی…………………………………………… 50
4-محاسبه براساس شبکه‌بندی به هنگام شده……………. 51
3-9- داده‌های خروجی………………………………………… 53
3-10- ارائه منحنی……………………………………………… 54
3-11- فلوچارت نرم‌افزار……………………………………….. 55

فصل چهارم: محاسبات و تجزیه و تحلیل نتایج

توان باربری یک پی به خصوصیات مصالح زیر پی و همچنین هندسه و عمق پی وابسته است. نشست عمدتا عامل کنترل کننده در تعیین توان باربری مجاز است. هدف اصلی در اینجا محاسبه ظرفیت باربری مجاز پی حلقوی برج خنک کننده نیروگاه کازرون است. در ابتدا به محاسبه ظرفیت باربری پی با در نظر گرفتن ابعاد و اعماق مختلف پرداخته می‏شود و از روی آن ضرایب ظرفیت باربری محاسبه می‏شود. سپس نشست پی حلقوی برج خنک کننده محاسبه می‏شود. نتایج حاصل از ظرفیت باربری و نشست با تئوری‏ها و تحلیل‏های موجود مقایسه می‏شود. براساس نتایج حاصل از محاسبات ظرفیت باربری و نشست، ظرفیت باربری مجاز پی محاسبه می‏شود. قبل از انجام هر گونه محاسبات، درستی عملکرد PLAXIS مورد بررسی قرار گرفت.

4-2- بررسی درستی عملکرد نرم‏افزار
برای بررسی درستی عملکرد نرم‏افزار، نیاز است که نتایج کارهای واقعی و یا آزمایشگاهی به نتایج حاصل از نرم افزار نزدیک باشد. بنابراین باید کارهای واقعی و یا آزمایشگاهی با همان شرایط اولیه و شرایط مرزی در نرم‏افزار مدل شود. در این پژوهش مدل‏های موجود به صورت تقارن محوری می‏باشد، بنابراین از نتایج یک مدل آزمایشگاهی روی پی دایره‏ای استفاده شد. بوشهریان[12] در سال 2001 ظرفیت باربری پی‏های دایره‏ای را در خاک مسلح بوسیله ژئوگرید مورد بررسی قرار داد. او برای انجام آزمایش از یک محفظه استوانه‏ای به قطر و ارتفاع یک متر استفاده کرد. یک حلقه فلزی به قطر 15 سانتیمتر به عنوان پی دایره‏ای در نظر گرفت. خواص رس و ستون سنگی در جدول(4-1) ارائه شده است. این آزمایش در نرمافزار Plaxis مدلسازی شد. در مدل‏سازی از حالت تقارن محوری و مدل رفتاری مور- کلمب استفاده شد. در شکل(4-1) مدل هندسی این آزمایش در نرم‏افزار نشان داده شده است. در شکل(4-2) نمودار تنش در مقابل نشست حاصل از نرمافزار و کار آزمایشگاهی با هم مقایسه شده است. همان طور که مشاهده می‏شود نتایج حاصل اختلاف ناچیزی با هم دارند و این درستی کارکرد نرم‏افزار را بیان می‏کند.

مقدار صلبیت سازه‏ای پی در رفتار آن موثر است. معمولا در مسائل تحلیلی یک پی را یا کاملا صلب و یا کاملا انعطاف‏پذیر در نظر می‏گیرند. در نرم افزار PLAXIS این قابلیت وجود دارد که در صلبیت‏های مختلف یک پی را مورد ارزیابی قرار دهیم.
در این تحقیق برای محاسبات ظرفیت باربری از پی صلب استفاده شد. در زیر یک پی صلب توزیع تغییرمکان عمودی در سطح بارگذاری یکنواخت است. تغییر مکان عمودی به پی وارد شد تا در خاک گسیختگی رخ دهد. هنگام وارد کردن جابجایی عمودی دو حالت را می‏توان در نظر گرفت:
4-3-1- پی صاف
هنگامی که جابجایی عمودی به پی وارد می‏شود، فرض می‏شود که خاک زیر پی بتواند به صورت افقی حرکت کند. به عبارت دیگر از اصطکاک بین خاک و پی صرف نظر می‏شود. در نرم‏افزار PLAXIS برای در نظر گرفتن این حالت در تعریف مراحل بارگذاری مطابق شکل(4-3) جابجایی افقی زیر پی به صورت آزاد در نظر گرفته می‏شود.

4-1- مقدمه………………………………………………………. 58
4-2- بررسی درستی عملکرد نرم‏افزار………………………… 58
4-3- نحوه بارگذاری پی………………………………………….. 60
4-3-1- پی صاف…………………………………………………. 60
4-3-2- پی زبر……………………………………………………. 61
4-4- ابعاد پی……………………………………………………. 62
4-5- نمودار تنش کرنش………………………………………… 62
4-6- نتایج ظرفیت باربری………………………………………. 67
4-7- محاسبه ضرایب ظرفیت باربری…………………………. 68
4-8- مقایسه کار حاضر با تئوری‏های گذشته…………………. 71
4-9- محاسبه نشست پی برج خنک کننده کازرون………… 74
4-9-1- نحوه انجام محاسبات………………………………….. 74
4-9-2- نشست محاسبه شده……………………………….. 75
4-10- مقایسه با تئوری‏های گذشته…………………………… 76
4-10-1- نشست آنی………………………………………….. 77
4-10-2- نشست تحکیم………………………………………. 79
4-11- محاسبه تنش مجاز پی حلقوی……………………… 82

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات

هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای ژئوتکنیکی در طراحی پی‏های حلقوی بود. پارامترهای مختلفی از جمله نوع خاک، ابعاد پی و عمق پی در طراحی ژئوتکنیکی پی‏های حلقوی نقش دارد. در طراحی ژئوتکنیکی هر پی از جمله پی حلقوی دو عامل موثر است. اولین عامل خصوصیات مقاومتی است که تحت عنوان ظرفیت باربری مورد بررسی قرار می‏گیرد و دومین عامل کنترل نشست پی می‏باشد. در این پژوهش به بررسی هر دو مورد پرداخته شد. ظرفیت باربری به صورت کلی با در نظر گرفتن ابعاد و اعماق مختلف انجام شد و محاسبه نشست برای پی حلقوی برج خنک کننده نیروگاه کازرون انجام شد. سپس بر اساس محاسبات ظرفیت باربری و نشست، ظرفیت باربری مجاز پی حلقوی نیروگاه کازرون محاسبه شد. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم‏افزار PLAXIS انجام شد. برای مدل‏سازی مصالح از مدل رفتاری مور-کولمب استفاده شد. در این فصل در ابتدا یک جمع بندی از نتایج ارائه می‏شود و سپس پیشنهادات لازم برای تکمیل مطالعات روی پی حلقوی ارائه می‏شود.

5-2- نتایج
1- تغییرات ظرفیت باربری در مقابل عمق پی تقریبا خطی است و از این مورد می‏توان مقدار را محاسبه کرد.
2- با افزایش نسبت شعاع مقدار و کاهش پیدا می‏کند.
3- مقدار تا نسبت شعاع 6/0 کاهش پیدا می‏کند، اما از این مقدار به بعد افزایش می‏یابد.
4- رفتار پی حلقوی با افزایش نسبت شعاع به پی نواری نزدیک می‏شود. بویژه از نسبت شعاع 6/0 به بعد رفتار کاملا شبیه پی نواری شده و می‏توان ظرفیت باربری پی حلقوی را از روابط موجود برای محاسبه ظرفیت باربری پی نواری محاسبه نمود.
5- مقایسه نتایج کار حاضر با نتایج ظرفیت باربری پی حلقوی روی یک خاک ماسه‏ای نشان داد که نوع خاک اثر قابل ملاحظه‏ای روی ضرایب ظرفیت باربری بویژه برای پی زبر دارد.
6- نشست محاسبه شده برای پی حلقوی نشان داد که در صورت استفاده از روابط تجربی موجود بهتر است نشست پی در دو حالت پی نواری و پی دایره‏ای محاسبه شود و میانگین این دو به عنوان نشست پی منظور شود.
7-محاسبات ظرفیت باربری مجاز پی برج خنک کننده نشان داد نشست عامل تعیین کننده در تعیین نشست مجاز است.

5-1- مقدمه…………………………………………………………. 85
5-1- نتایج…………………………………………………………… 85
5-2- پیشنهادات……………………………………………………. 86
منابع…………………………………………………………………..87

 



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان