برای دریافت بسته بر روی لینک زیر کلیک کنید

بسته جامع پژوهشی تحلیل اندرکنش خاک سازه

فهرست مطالب
فصل اول : کلیات
– 1 – 1مقدمه ای بر تحقیق ……………………………………………………………………. 2
– 1 – 2لزوم انجام تحقیق …………………………………………………………… …… …. 2
– 1 – 3اهداف تحقیق و نوآوری … …………………………………….. …… ………………. 3
– 1 – 4فرضیه های تحقیق ………………………………………. ………. ……. ……. ……… 4
– 1 – 5فرضیات تحقیق ……………………. ……. …………………………………………….. 4
– 1 – 5 – 1نرم افزار های مورد استفاده ………………………………………………. 4
– 1 – 5 – 2مشخصات المان های مورد استفاده در نرم افزار 5 ………. SASSI2000
– 1 – 5 – 3آیین نامه های مورد استفاده ………………………………………………………….. 5
– 1 – 5 – 4روش تحلیل ……………………………………………………………………… 5
– 1 – 6روش تحقیق ……………………………………………………………………………….. 5
– 1 – 7فصول تحقیق …………………………………………………………………………… 6
– 1 – 8فلوچارت تحقیق ………………………………………………………………………… 8
فصل دوم : مروری بر منابع
– 2 – 1روش های حل ساده مهندسی …………………………………………………. 10
– 2 – 2روش های حل ……………………………………………………………………… 10
11 …………………………………………………………… ( DIRECT ) روش مستقیم2 – 2 – 1 –
12 …………………………………………… ( SUBSTRUCTURE ) روش زیر سازه2 – 2 – 2 –
22 ……………………………………………………………. ( HYBRID ) روش مختلط2 – 2 – 3 –
– 2 – 3تکنیک های حل ……………………………………………………………………….. 23
– 2 – 3 – 1تکنیک های حل در حوزه زمان …… …………………………………………….. 24
– 2 – 3 – 2تکنیک های حل در حوزه فرکانس ………………………………………………….. 25
فصل سوم : روش تحقیق
– 3 – 1کلیات …………………………………………………………………………………….. 28
– 3 – 2تعیین مشخصات موضعی ساختگاه ………………………………………………… 29
– 3 – 3اعتبار آزمایش ها ………………………………………………………………………. 30
– 3 – 3 – 1آزمایش های ارتعاش واداشته …………………………………………….. 31
– 3 – 3 – 2آزمایش های القاء یا تحریک زمین لرزه …………………………………………… 32
– 3 – 3 – 3اندازه گیری مایکروترمور ……………………………….. 33
– 3 – 4آزمایش های صحرایی و آزمایشگاهی – محاسبه خواص خاک ………………………. 33
– 3 – 4 – 1روش های آزمایشگاهی …………………………………………. 33
– 3 – 4 – 2روش های صحرایی ……………………………………………. 34
– 3 – 5تعیین حرکات ارتعاشی زمین ……………………………………………… 35
– 3 – 5 – 1تغییرات زمانی شتاب نگاشت نقطه کنترل ………………………………………. 39
– 3 – 5 – 2تغییرات مکانی – وضعیت داده های موجی زلزله …………………………… 39
– 3 – 5 – 3واکنش میدان آزاد ساختگاه ……………………………………………. 41
– 3 – 5 – 4واکنش موضعی ساختگاه …………………………………………………. 54
– 3 – 6تعیین مشخصات داده پی ….. ……………………………………………………….. 55
– 3 – 6 – 1پراکندگی حرکات موج مستوی سازگار ……………………………………………. 56
– 3 – 6 – 2پراکندگی حرکات ناسازگار …………………………………………………. 56
– 3 – 7تعیین سیستم سازه ای ……………………………………………………………….. 57
– 3 – 8تعیین سیستم پی ………………………………………………………………………… 57
– 3 – 9روش هایی برای تعیین امپدانس پی ………………………………………. 58
– 3 – 9 – 1تاریخچه توابع امپدانس ……………………………………………… 60
– 3 – 9 – 2فرمولاسیون اصلی، تعریف و استفاده از توابع امپدانس ……………………. 63
– 3 – 9 – 3میرایی تابشی )هندسی( برای پی های سطحی ………………………………. 66
– 3 – 9 – 3 – 1ملاحظات اصلی فیزیکی، تداخل امواج و تقریبات در فرکانس بالا …. 67
– 3 – 9 – 3 – 2فرکانس های کوتاه و متوسط، مدل ساده برای میرایی تابشی پی ها …….. 70
– 3 – 9 – 4سختی دینامیکی برای پی ها با اشکال اختیاری ……………………………… 74
– 3 – 9 – 4 – 1پی های سطحی قرار گرفته بر روی نیم فضا …………………… 75
– 3 – 9 – 4 – 2پی های نیمه مدفون در نیم فضا …………………………………….. 77
– 3 – 9 – 5خلاصه و نتیجه گیری ………………………………………… 80
فصل چهارم : روش های حل و برنامه های کامپیوتری
– 4 – 1روش خاک – فنر ………………………………………….. 85
– 4 – 6تحلیل واکنش محیط – روش 96 ……………… …. ……………………………………… SHAKE
فصل پنجم : م معرفی مدل های تحلیلی و بررسی پاسخ لرزه ای آنها
– 5 – 1مقدمه………………………………………………………………………….. 99
– 5 – 2مدل سازی سیستم اندرکنش خاک – سازه ………………………………………………. 100
– 5 – 2 – 1مدل سازی ساختگاه ……………………………………………………….. 104
– 5 – 2 – 1 – 2مدل سازی کامپیوتری …………………………………………………….. 101
– 5 – 2 – 2مدل سازی پی ……………………………………………… 102
– 5 – 2 – 2 – 2مدل سازی کامپیوتری …………………………………………………….. 103
– 5 – 2 – 3مدل سازی قاب های بنتی ………………………………………………. 103
– 5 – 2 – 3 – 2مدل سازی کامپیوتری …………………………………………………….. 106
– 5 – 2 – 4شرایط مختلف مدفونی ………………………………………………… 106
– 5 – 2 – 5حرکت کنترلی ………………………………………………………………… 108
– 5 – 2 – 6جمع بندی ……………………………………………………………….. 111
– 5 – 3بررسی خروجی ها ……………………………………………………………………. 112
– 5 – 3 – 1خروجی های مربوط به اثر مدفونی ……………………………………………….. 112
– 5 – 3 – 2اثر افزایش بعد پی و وزن سازه، بر پاسخ لرزه ای قاب های بنتی …. 143
– 5 – 3 – 3تأثیر فرکانس غالب زلزله بر رفتار لرزه ای قاب های بنتی ……………. 152
– 5 – 3 – 4بررسی تغییرات جابجایی در دو حالت پایه ثابت و اندرکنشی …….. 155
– 5 – 3 – 4 – 1بررسی تغییر مکان نسبی طبقات …………………………………… 159
فصل ششم : نتایج نهایی و پیشنهادات برای ادامه تحقیق
– 6 – 1مقدمه ……………………………………………. 163
– 6 – 2نتایج نهایی به دست آمده از این تحقیق ………………………. 163
– 6 – 3پیشنهادات برای ادامه تحقیق ………………………………………………. 164

چکیده
با گسترش تکنولوژی و شهر نشینی، پروژه های گسترده و وسیعی طراحی و اجرا می شوند که بعضی از این پروژه ها باید در شرایط نا مطلوب ژئوتکنیکی اجرا شود. با گذشت زمان مقیاس و اندازه این پروژه ها افزایش می یابد و در این شرایط با توجه به وضعیت های نا شناخته یا عوامل در نظر گرفته نشده، ضریب اطمینان طراحی و به تبع آن قیمت تمام شده پروژه افزایش می یابد. یکی از این عوامل، هنگامی که بار دینامیکی به سازه وارد می شود، اندرکنش خاک – سازه است. تحلیل عکس العمل سازه هایی که تحت بارهای بالقوه زلزله در پایه خود قرار دارند، یکی از وظایف اصلی مهندسی زلزله می باشد. در دینامیک سازه تعیین روش هایی برای تعیین تنش ها و تغییر مکان های سازه ای که تحت اثر بارهای دینامیکی مثل زلزله قرار دارد از اهم مسائل است. اما در حالت کلی سازه با خاک اطراف خود در حال اندرکنش است و بنابراین بار وارده به محیط خاک اطراف سازه در خلال تحریک زلزله باید در نظر گرفته شود. در مقایسه با سازه، خاک دارای قلمرو نامحدودی است که شرایط انتشار امواج در آن باید در مدل دینامیکی به حساب آورده شود. در سال های اخیر کارهای زیادی روی اندرکنش دینامیکی سازه و خاک یا سنگ، برای انواع مختلف سازه انجام شده است. به ویژه برای سازه های حجیم و سنگین مثل نیروگاه های اتمی، سدها، سکو های ساحلی، پل ها و سازه های بلند که بر روی خاک نرم بنا شده اند اندرکنش بین سازه و پی بسیار مهم می باشد. هدف از این پایان نامه، خلاصه کردن نیاز های کلی، حالت های بحرانی و روش های تحلیل عکس العمل دینامیکی سازه می باشد که بایستی هم در دینامیک سازه ها و هم در دینامیک خاک به حساب آورده شوند. این مهم با تحلیل اندرکنش خاک – پی – سازه و با مطالعه اثرات اتصال سازه با محیط پی قرار گرفته تحت بارگذاری دینامیکی یا زلزله به دست می .آید نمونه ای از نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در نظر گرفتن قاب های بنتی میان طبقه به صورت پایه ثابت در تحلیل های معمول، منجر به برآورد بیش از حد شتاب در درجات آزادی سازه می شود در حالیکه رفتار واقعی این قاب ها به گونه ای دیگر است.
فصل اول ملاحظات کلی تحلیل اندرکنش خاک – سازه ) (SSIرا معرفی می کند که شامل اجزای اصلی مسئله اندرکنش خاک – سازه، مشخصات مؤلفه های مختلف مسئله، روش های کلی
و فرضیات تحلیل اندرکنش خاک – سازه و انواع گوناگون پدیده می باشد. فصل دوم تا چهارم، مشخصات و راه حل های اجزا مختلف مربوط به تحلیل اندرکنش خاک – سازه را بررسی می کند
که در برگیرنده روش های حل، تکنیک های حل، مشخصات ساختگاه، مشخصات زلزله وارده و حرکات زمین و مشخصات دینامیکی سیستم اندرکنش خاک – سازه می باشد. فصل پنجم به
معرفی مدل های تحلیلی و نتایج و نمودارهای به دست آمده می پردازد. نتیجه گیری کلی نیز در پایان، در فصل ششم آورده شده است.

فصل اول
کلیات
فصل اول مقدمه

– 1 – 1مقدمه ای بر تحقیق
تجربه به دست آمده در دهه گذشته در کلیه مناطق زلزله خیز دنیا نشان داده است که سازه های حجیم، وزین و سخت که بر روی خاک های نسبتا ضعیفی مستقر هستند، تحت تأثیرات اندرکنش خاک – سازه قرار دارند د. ر طراحی سازه نیروگاه های اتمی، سدها و سازه های بلند چند طبقه با ابعاد زیربنای نسبتا بزرگ و پی وزین، ملاحظات مربوط به اندرکنش خاک – سازه باید مد
نظر قرار گیرد. حل تحلیلی دقیق مسئله اندرکنش خاک – سازه به واسطه فراسنج های مختلفی که باید به حساب آورده شوند امکان پذیر نمی باشد، گرچه جنبه های مهم مسئله اندرکنش خاک
– سازه را می توان به طور تقریبی مدل سازی کرد. نتایج به دست آمده به طور فیزیکی، منطقی اند ولی برای ارزیابی آنها به قضاوت مهندسی نیاز می باشد. علاوه بر آن خاک وقتی تحت اثر یک زلزله شدید )مورد نظر مهندسین( قرار می گیرد رفتاری شدیدا غیر خطی نشان می دهد، اما تاکنون تحلیل غیر خطی دقیقی امکان پذیر نبوده است .[]1
– 1 – 2لزوم انجام تحقیق
تحقیقات محققین مهندسی زلزله نشان می دهد که ساختار پروفیل خاک زیر پی سازه ها بر روی رفتار دینامیکی آنها تاثیر می گذارد .پاسخ دینامیکی سازه به همراه روسازه و پی زیرین آن
تحت لرز ه های شدید اعمالی ، متغیری از نوع خاک زیر شالوده بوده ، لذا بدون درنظر گرفتن تاثیر آن نمی توان تخمین واقع گرایانه ای از نیروهای اعمالی زلزله بر سازه داشت .همچنین
خصوصیات محلی خاک مانند جنس خاک، لایه ای بودن خاک و نیز تغییرات عمق لایه از عوامل موثر بر رفتار لرزه ای سازه می باشد که باید مورد بررسی قرار گر فته و نیز در تحلیل ا ندرکنشی سازه و پی لحاظ گردد . بنابراین بنظر می رسد بررسی رفتار لرزه ای سازه بدون لحاظ نمودن اثر خاک منجر به نتایج واقعی نخواهد شد . در سالهای اخیر تحقیقات وسیعی انجام گرفته است تا این اثر دقیق تر مورد بررسی قرار گیرد. گزارشهای متعدد خسارات لرزه ای سازه ها از یک سو و نتایج تحقیقات تجربی -تحلیلی از سوی دیگر نشان می دهند که اثرات اندرکنش خاک -سازه می تواند عامل موثری در آسیب پذیری لرزه ای سازه ها باشد .نمونه بارز این اثرات در زلزله 1985مکزیک نمایان شد .در این زلزله، علاوه بر اثرات ساختگاهی، وجود لایه خاک نرم روی بستر سنگی باعث اندرکنش شدید خاک -سازه گردید به طوری که ساختمانهای با پریود ارتعاشی حدود 2ثانیه به شدت خسارت دیده و یا منهدم شدند .به عقیده بسیای از محققین، این زلزله نقش و اهمیت اندرکنش خاک -سازه را بیش از پیش نشان داد .بعد از وقوع این زلزله بود که تحقیقات گسترده ای در این خصوص به عمل آمده و اثرات اندرکنش خاک -سازه در ضوابط آئین نامه ای طرح لرزه ای منعکس گردید.در راستای انجام تحقیق در سمینار حاضر به گرد آوری و برنامه ریزی برای تحلیل عددی معادلات اندرکنشی خاک و سازه بر مبنای روش های حجم المان های انعطاف پذیر و تکنیک های ماتریسی امپدانس دینامیکی پرداخته می شود. برای ارزیابی اندازه بزرگی بارگذاری دینامیکی و مشخصات لغزش و چرخش پی و ترکیبات پریود های ارتعاشی روسازه و زیر سازه به تشکیل مدل های چندگانه از نظر ابعاد هندسی، لاغری های متفاوت برای سازه و نسبت های متعارف امپدانس دینامیکی خاک به پریود های ارتعاش طبیعی پی پرداخته می شود .[]2
– 1 – 3اهداف تحقیق و نوآوری
در این تحقیق سعی بر آن است تا ابتدا مطالعه ای بر تأثیر عمق مدفونی های متعارف پی، بر پاسخ لرزه ای قاب های دو بعدی بتنی در حالت اندرکنش قاب با خاک زیرین صورت گیرد و سپس تأثیر پارامترهایی چون افزایش بعد و فشار زیر پی، فرکانس غالب حرکت کنترلی، تغییرات ماکزیمم جابجایی بام در دو حالت پایه ثابت و اندرکنشی، مورد ارزیابی قرار بگیرد.
با توجه به اینکه در تحقیقات صورت گرفته گذشته )داخلی(، عمدتا در زمینه اندرکنش سازه های فولادی با خاک زیرین فعالیت شده است لذا در این تحقیق قاب های بتنی میان مرتبه با شکل
پذیری متوسط، مستقر بر انواع خاک )مطابق با استاندارد (2800مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت. از سوی دیگر، با توجه به اینکه قرار است در آینده نزدیک، ویرایش جدید استاندارد 2800وارد بحث اندرکنش خاک و سازه نیز بشود، لذا انجام این مهم خالی از لطف نیست.
– 1 – 4فرضیه های تحقیق
– 1با توجه به اینکه در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، اغلب باعث افزایش پریود اصلی سیستم می شود، لذا انتظار می رود در مورد قاب های بتنی میان مرتبه نیز این مسئله برقرار باشد.
– 2انتظار می رود با افزایش پریود غالب سیستم، شاهد کاهش در پاسخ شتاب و افزایش تغییر مکان در درجات آزادی سازه باشیم.
– 3با توجه به اینکه قرار است خاک نیز به همراه سازه و پی، مدل شود، لذا پیش بینی می شود فرکانس غالب حرکت کنترلی اعمالی نقش بسزایی در پاسخ لرزه ای سازه های مفروض داشته باشد.
– 4بر خلاف طیف های بازتاب استاندارد ،2800که با نرم تر شدن خاک زیرین، برش پایه وارده بر سازه افزایش می یابد، انتظار می رود نتایجی عکس با در نظر اندرکنش خاک و سازه
حاصل شود.
– 1 – 5فرضیات تحقیق
– 1 – 5 – 1نرم افزارهای مورد استفاده
در این تحقیق جهت طرح و تعیین مقاطع اولیه اعضای قابی و پی در حالت پایه ثابت از نرم افزارهای ETABSورژن 8.5.0و SAFEاستفاده شده است. همچنین برای مدل کردن سیستم
اندرکنشی از نرم افزار SASSI2000استفاده شده است. لازم به ذکر است از نرم افزار Seismosignal در طول مراحل تحقیق کمک گرفته شده است.

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