مطالعه آزمايشگاهي پي با شمع هاي متصل و منفصل تحت بار با خروج از محوريت

كارشناسي ارشد

به‌طورمعمول شمع¬ها در پي به دو دليل اساسي به‌منظور تأمين ظرفيت باربري مورد نياز يا به‌منظور كاهش ميزان نشست به سطح قابل‌قبول، مورد استفاده قرار مي¬گيرند. هنگامي‌كه شمع¬ها به پي متصل مي¬گردند بر اثر بار استاتيكي و ديناميكي، تنش¬هاي محوري بسيار بزرگي در شمع¬ها ايجاد مي¬گردد. از اين رو براي افزايش ظرفيت باربري شمع¬ها و جلوگيري از آسيب سازه¬اي، مي¬بايست ابعاد محل اتصال شمع به پي بزرگ‌تر شود. اين شرايط سبب طراحي غيراقتصادي سيستم شالوده مي¬گردد. ازاين‌رو جهت غلبه بر تنش‌هاي بزرگ مابين شمع و پي ، مي¬بايست شمع¬ها از پي جداشده و به¬صورت مسلح كننده در خاك زيرين همانند يك المان سازه¬اي به¬كار رود. به همين جهت بررسي رفتار سيستم پي-شمع متصل و منفصل بر اثر بار ديناميكي و استاتيكي بسيار حائز اهميت شده است. مقايسه رفتار سيستم پي-شمع متصل و منفصل در اثر بار ديناميكي نشان مي¬دهد كه در حالت منفصل ميزان تمركز تنش و ظرفيت باربري پي كاهش مي¬يابد و جابجايي جانبي نسبت به حالت متصل بيشتر است. در حالتي كه بار استاتيكي به سيستم پي –شمع منفصل وارد شود، ميزان ظرفيت باربري و ميزان نشست پي با توجه به آرايش مختلف شمع‌ها متغير است گاهي نسبت به حالت متصل كاهش و گاهي افزايش مي¬يابد. معمولاً در شرايط واقعي بار سازه¬ها به دليل نامتقارن بودن بارگذاري و پلان معماري با خروج از محوريت به سيستم پي وارد مي¬گردد. بااين‌وجود مطالعات كمي در زمينه بررسي عملكرد سيستم پي-شمع منفصل تحت بار استاتيكي با خروج از محوريت انجام‌شده است. هدف از اين مطالعه مقايسه رفتار سيستم پي-شمع متصل و منفصل تحت بار استاتيكي با برون‌محوري مي‌باشد. بدين منظور، عملكرد هر يك از سيستم¬ها با معيارهاي ظرفيت باربري، ميزان نشست، ميزان دوران پي، نسبت افزايش ظرفيت باربري پي به حالت بدون پي(BPI) بررسي خواهد شد و تأثير پارامترهاي طول و فاصله شمع، شكل پي و ميزان خروج از محوريت در هر دو حالت منفصل و متصل بر معيارهاي مذكور ارائه مي¬گردد. در مطالعه حاضر درمجموع 32 آزمايش بر روي خاك ماسه‌اي با تراكم 55 درصد انجام شد. آزمايش¬ها در سه بخش سيستم پي-شمع در حالت متصل، سيستم پي-شمع در حالت منفصل و سيستم پي بدون شمع صورت گرفت. در حالت منفصل از يك بالشتك شني به ضخامت 10 سانتي¬متر استفاده شد. نتايج آزمايشات نشان داد كه در حالت پي با شمع‌هاي متصل، پارامتر طول شمع مؤثرتر از پارامتر فاصله شمع مي‌باشد اما در حالت منفصل، هراندازه فاصله شمع‌ها نزديك‌تر باشد ظرفيت باربري پي افزايش مي-يابد. و پارامتر فاصله شمع مؤثرتر از طول شمع در حالت منفصل مي‌باشد. مقايسه ميزان ظرفيت باربري و ميزان نشست نشان مي¬دهد كه در حالت منفصل استفاده از شمع¬هاي بلندتر نه‌تنها ظرفيت باربري را به‌طور قابل ملاحظه‌اي افزايش نمي¬دهد بلكه در كاهش ميزان نشست پي نيز تأثيري ناچيزي دارد. همچنين نتايج نشان مي¬دهد كه در حالت منفصل با افزايش فاصله شمع¬ها مقدار BPI كاهش مي¬يابد و در حالت متصل با افزايش فاصله بين شمع‌ها مقدار BPI افزايش مي¬يابد. شكل پي به عنوان يك پارامتر تاثيرگذار در ظرفيت باربري و كاهش نشست پي مطرح گرديد. نتايج نشان مي¬دهد كه ظرفيت باربري پي مربعي بيشتر از پي دايره¬اي است. بنايراين مي¬بايست در محاسبه ظرفيت باربري پي¬هاي سطحي يك ضريب به عنوان ضريب هندسه شكل نيز براي محاسبه ظرفيت باربري پي هاي سطحي در حالت استفاده از سيستم پي-شمع منفصل در نظر گرفته شود.

190634

دانشگاه علم و صنعت ايران

خاك وپي

دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي