برای دریافت بسته بر روی لینک زیر کلیک کنید

بسته جامع پژوهشی تحلیل اندرکنش خاک سازه

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: کلیات………………………………………………………………….1
1-1مقدمه………………………………………………………………………………………………2
2-1هدف از انجام تحقیق………………………………………………………………………5
3-1بیان مسئله …………………………………………………………………………………….6
4-1روش تحقیق ………………………………………………………………………………7
5-1ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………….7
فصل دوم: سوابق تحقیقات انجام شده در زمینه اندرکنش خاک و پی ……………………………………..9
1-2مقدمه…………………………………………………………………………………………….. 10
2-2اثر اندرکنش سازه و خاک در بررسی پدیده بلند شدن پی سازه بلند ……………… 12
3-2اثر عملی اندرکنش سازه و خاک در ساختمان های مجاور …………………………………….. 14
1-3-2مشخصات مدلهای آزمایشگاهی……………………………………………………………. 14
2-3-2برنامه آزمایش مدلها روی میز لرزان………………………………………………………… 15
3-3-2پاسخ سطح آزاد …………………………………………………………………………… 17
4-3-2اندرکنش سینماتیکی خاک – پی…………………………………………………………. 18
5-3-2اندرکنش خاک – سازه منفرد………………………………………………………… 20
6-3-2اندرکنش دینامیکی سازه – خاک – سازه ……………………………………………… 21
7-3-2تحلیل اندرکنش خاک – سازه به روش زیرسازه………………………………………. 23
8-3-2تحلیل اندرکنش خاک – سازه به روش مستقیم …………………………………………. 24
9-3-2مقایسه نتایج تجربی و تحلیلی …………………………………………………………. 26
10-3-2تجزیه و تحلیل نتایج……………………………………………………………………. 27
1-10-3-2سهم حرکات افقی و گهوارهای پی در پاسخ سازه…………………………………. 27
2-10-3-2پریود مؤثر سازه……………………………………………………………………… 28
3-10-3-2میرایی مؤثر سازه ………………………………………………………………… 29
4-10-3-2درجه اهمیت خاک – سازه ………………………………………………………. 30
4-2ضربه زدن دو ساختمان مجاور هم با در نظر گرفتن اندرکنش سازه و خاک …… 32
فصل سوم: تئوری اندرکنش ………………………………………………………………….. 36
1-3تئوری اندرکنش ……………………………………………………… 37
1-1-3تشریح اثرات اندرکنش خاک – سازه …………………………………………. 37
2-1-3روشهای تحلیل………………………………………….. 38
3-1-3روش مستقیم ………………………………………………………………………….. 38
4-1-3روش چندگامه…………………………………………………………… 39
2-3نحوه مدل کردن انواع خاک …………………………………………………….. 39
1-2-3معیار تسلیم ترسکا ………………………………………………………. 40
2-2-3معیار تسلیم ون میسز …………………………………………………… 41
3-2-3معیار تسلیم موهر کولمب……………………………………………………… 42
4-2-3معیار تسلیم دراکرپراگر…………………………………………………………. 45
فصل چهارم: معرفی نرم افزار ،ABAUQUSصحتسنجی و بررسی معیار گسیختگی………… 47
1-4مقدمه………………………………………………………………. 48
2-4نرم افزار اجزاء محدود 48 ………………………………………………….ABAQUS
1-2-4ویژگیهای نرم افزار…………………………………………….. 49
51 ……………………………………………………………………………………….. بتن3-4
1-3-4رفتار بتن در فشار ………………………………………………………………….. 51
2-3-4رفتار بتن تحت کشش…………………………………………………….. 56
4-4مدلهای رفتاری بتن……………………………………………………………………………………. 58
5-4مدل رفتاری خاک……………………………………………………………………………………….. 68
1-5-4تشریح مدل خمیری کلاهکی…………………………………………………………. 68
2-5-4سطح جاری شدن …………………………………………………………………….. 69
3-5-4سطح جاری شدن کلاهکی……………………………………………………….. 72
4-5-4تعریف متغیرهای سطح جاری شدن و پارامترهای سخت شوندگی ………… 74
5-5-4شرایط اولیه و المان ها …………………………………………………… 74
6-4المان های استفاده شده در تحقیق………………………………………………………. 75
7-4رفتار غیر خطی در سازه ها……………………………………………………………………. 76
1-7-4تحلیل غیر خطی …………………………………………………………………………… 78
8-4صحت سنجی، مدل سازی و تحلیل ……………………………………………………………. 80
1-8-4مقایسه نتایج نرم افزاری با روابط تئوری ……………………………………………… 80
1-1-8-4حل مسئله با استفاده از روش کلاسیک………………………………………………… 81
2-1-8-4حل مسئله با استفاده از مدلسازی اجزای محدود ………………………………… 82
2-2-8-4مدل سازی نمونه ………………………………………………………………………….. 86
3-2-8-4تحلیل نمونه …………………………………………………………………………………………. 88
9-4نحوه انتخاب مدل ها و شرایط آنها …………………………………………………………………….. 90
10-4پدیده برخورد لرزه ای و اثرات اندرکنشی سازه – خاک – سازه بر آن ……………………………..

فصل پنجم

: مدل سازی، تحلیل و بررسی نتایج…………………………………….100
1-5مقدمه…………………………………………………………………………………….101
2-5مشخصات نمونه و مدل سازی آن…………………………………………………101
3-5آنالیز مودال ……………………………………………………………………………………113
4-5آنالیز دینامیکی………………………………………………………………………………….126

فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادها……………………………………………………………………171
1-6نتیجه گیری …………………………………………………………………………………172
2-6پیشنهادها ……………………………………………………………………………………………..173
منابع ………………………………………………………………………………………………….174

فصل اول
کلیات
٢
1-1مقدمه
شالوده ها در هر سازه ای از اجزای مهم و حیاتی می باشند. چرا که نیروهای وارد به سـازه هـا از طریق شالوده به زمین منتقل میشوند. این امر موجب ایجاد تنش در ذرات خاک گردیده و آنهـا را بـه کرنش )تغییرشکل( وا میدارد. قسمتی از زمین که در زیر شالوده و حوزه تأثیر تـنش سـاختمان قـرار میگیرد، بخش کوچکی از نیم فضای بینهایت زمین است که از خـاک و یـا سـنگ تشـکیل گردیـده است. خاک مجموعهای است از ذرات ریز و درشت فرسایش یافته از سنگها که در خلال آنها ممکـن است ذرات دیگر از جمله مواد حاصل از پوسیدگی گیاهـان و بازمانـده حیوانـات و … نیـز موجـود باشد. فضای حاصل از تجمع این ذرات را منفذهای خاک مینامند، این فضا با هوا و گاهی ذرات آب پر میشود. اگر چه از لحاظ تئوری خاک به صورت محیطی پیوسته فرض میشود، لکن این محیط از سه نوع جامد )ذرات خاک(، مایع )ذرات آب( و گاز )ذرات هوا( تشکیل گردیده است. از اینرو رفتار مکانیکی آن تابع درصد نسبی و نحوه آرایش انواع فوق میباشد. در هر حال واقعیت امر این است که وقتی به منطقهای از خاک تـنش وارد مـیشـود ایـن تـنش از طریق ذرات خاک در زمین پخش گردیده موجب میشود که دانههای خـاک تمایـل بـه حرکـت پیـدا کنند اما اصطکاک و چسبندگی بین ذرات این تمایل را خنثی مینماید. بـدیهی اسـت وجـود تنشـهای بیش از حد، موجب میشود که دانههای خاک نسبت به هم لغزیده و در خاک برش ایجـاد شـود. بـه میزان تنشهایی که خاک را در شروع برش قرار میدهد، ظرفیت باربری آن میگویند.
واضح است که در زمین زیر پیها نه تنها نباید هیچگونه برشی ایجـاد شـود بلکـه بایسـتی میـزان تغییرشکل لایههای خاک نیز در حد مجاز محدود گردد. به میزان تنشی که با اطمینـان کـافی موجـب عدم هر گونه برش گردیده و نشست خاک را در حـد مجـاز نگـه دارد، مقاومـت مجـاز خـاک گفتـه میشود و ضریب اطمینان عبارت است از نسبت ظرفیت باربری خاک به مقاومت مجاز آن. با توجه به اجزاء تشکیل دهنده و بافت خاک، مقاومـت مجـاز آن بسـتگی بـه نسـبت و نحـوه آرایش این اجزاء دارد. بدیهی است که جریان تنش موجب جابجـائی ذرات آب و هـوا و تغییرشـکل دانهها میگردد. این پدیده بافت خاک را عوض میکند، لذا میتوان استنباط کـرد کـه مقاومـت مجـاز خاک مستقل از میزان و تاریخچه تنشها نمیباشد و از آنجا که بزرگی و چگونگی پخش تنشها به نوع و نحوه بارگذاری سیستم شالوده و هندسه آن وابسته است، میتوان نتیجه گرفت کـه مقاومـت مجـاز زمین گذشته از آنکه تابع جنس و مشخصات خاک است به عوامل فوق نیز وابسته اسـت و از هنگـام ایجاد یک بنا نقاط مختلف زیر فونداسیون آن تحت تنشهای متفاوت قرار میگیرند. بسادگی میتوان نتیجه گرفت که مقاومت مجاز زمین در نقاط مختلف زیر پیها متفاوت می باشـد، بـه عبـارت دیگـر مستقل و ثابت فرض نمودن این مقاومت در طراحی شالودهها قرین به واقعیت نمیباشـد. بـرای رفـع این نقیصه لازم است آنالیز و طراحی مبنی بر اعمال اثر عمل و عکسالعمل متقابل و داخلی شالوده و خاک )اندرکنش خاک و سازه( باشد. تاملینسون ] [8ضمن معرفی این مفهوم و نحـوه بکـارگیری آن در پیسازی، نقش و جایگاه مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک و شناسایی لایـههـای زمـین، بـرای کسب اطلاعات لازم در کاربرد این روش را بیان میداردهنگامی که بنایی بر زمین استوار میگردد، وزن آن و نیروهای احتمالی دیگر )از جمله: زلزلـه، بـاد و…( بخشی از زمین را تحت تأثیر قـرار مـیدهنـد. بـرای تـأمین تعـادل و تـداوم پایـداری بایسـتی سازگاری هندسی و مکانیکی بین شالوده و خاک تأمین گردد. این امر مستلزم حفـظ پیوسـتگی کامـل بین سطح زیر شالوده و زمین میباشـد. در اینصـورت قسـمتی از زمـین کـه در حـوزه تـأثیر بارهـای ساختمان واقع میشود را میتوان بصورت ریشه بنا و بخشی جداناپذیر از آن تصور نمود و همـانطور که بقیه اجزاء سازهای بنا تحلیل گردیده، جریان و پخش تنشها و نیز میزان کرنشها در نقـاط مختلـف آنها بررسی و کنترل میشود. در این بخش از بنا )زیر فونداسیون( نیز بایستی تنشها و کرنشها تحلیـل و کنترل گردند.

برای تحقق این امر اولاً لازم است حوزه تأثیر تنشهای ساختمان مشخص شود. ثانیاً مـدل مناسـبی برای مطالعه رفتار مکانیکی خاک و سازه و فصل مشترک آنها ارائه گردد. بعبارت دیگر خاک، سـازه و فصل مشترک آنها را در قالب اجزاء قابل تحلیل، مدل نمود.
امروزه با توجه به کمبود مکان و فضای مناسب شهری جهـت سـاخت مجتمـعهـای مسـکونی و اداری، بلندمرتبه سازی به عنـوان مسـئلهای اجتنـاب ناپـذیر پذیرفتـه شـده اسـت. در برخـی مواقـع، ساختمانهای نسبتاً بلند در مکانهایی نامناسب از نظر ژئوتکنیکی پیشبینی میشـوند کـه بـا توجـه بـه نسبت ارتفاع به عرض بالای آنها، امکان بلند شدن سازه و عواقب نامطلوب آن نظیر افـزایش ریسـک واژگونی و کاهش باربری در حالت بارگذاری ناشی از زلزله حادث میگردد. تحقیقات متنوعی که توسط محققین مختلف بر روی پدیده اندرکنش خاک و سازه صورت گرفتـه
است دید وسیعی در این زمینه ایجاد نموده است. ] [9-10بر اساس این تحقیقات مدل های تئوری که به منظور در نظر گرفتن این اثرات به کار رفته اند پیشرفت نموده و در عـین حـال بـا مقایسـه نتـایج حاصل از آنها با نتایج آزمایشات خطای این مدل ها نیز کاهش یافته اند.
یکی از مواردی که جدیدا مطرح شده و بیشتر مورد توجه قرار گرفته است بحـث ترکیبـی اثـرات سازه – خاک – سازه می باشد. این مسئله با توجه به ابعاد گسترده و پیچیدگی هایی که دارد به طـور کامل و عمیق مورد بررسی قرار نگرفته است. صرفاً مجموعه ای از تحقیقات پراکنده انجام شده است. به عنوان نمونه تأثیر نزدیکی دو ساختمان مجاور در ضـربه زدن در مرجـع ] [11مـورد بررسـی قـرار گرفته است. هم خاک زیرین و هم ضربه با دوره تناوب بالا میتواند پتانسیل ضربه زدن دو سـاختمان را تقویت کند. برای تخمین فاصله بین دو ساختمان تأثیر اندرکنش سازه و خاک مورد نیاز میباشد. در سالهای اخیر به پدیده اندرکنش سازه و خاک و اهمیت آن در زمینـه برخـورد، توجـه بسـیاری شده است. یکی از اهداف بررسی این پدیده ارزیابی فاصله ایمن بین دو سازه مجاور میباشـد. هـدف دیگر تعیین روشی مناسب برای کاهش اثرات ضربه در اعضای سازهای میباشـد. امـا تحقیـق در ایـن زمینه بسیار محدود است. تحقیقات در پاسخ دو سازه بلند تحت زلزلههای قوی هنوز چنـدان روشـن نیست. تحقیقات قبلی هنگامی است که سازه بر روی پی ساکن میباشد، ولی هنگامی کـه سـازه روی خاک زیرین قرار دارد این تحقیقات نیمه تمام میماند.

این پایان نامه فایل کامل ندارد و صرفا برای آشنایی در سایت قرار گرفته است