عنوان
اثر فركانس سازه بر پاسخ لرزه‌اي پي - شمع با استفاده از مدلسازي آزمايشگاهي و عددي
نويسنده اصلي
فهيمه رفيعي
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
سيستم پي - شمع، با بهره‌گيري از ظرفيت باربري پي سطحي در تماس با خاك، علاوه بر نقش شمع‌ها در انتقال بار و نيز كاهش نشست، بعنوان يك سيستم اقتصادي و كارا شناخته شده است. در مناطق لرزه‌خيز سازه واقع بر سيستم پي - شمع، تحت بار ديناميكي منجر به توليد نيروي اينرسي زياد در شالوده مي‌گردد و در نتيجه لنگرهاي بزرگي در محدوده سر شمع متصل به پي- سطحي را باعث مي‌شود. ترك و تمركز تنش محوري در محل اتصال شمع‌ها و پي سطحي عمده مشكل اجرايي اينگونه پي‌هاي شمعي است. از اينرو سيستم پي - شمع منفصل در مناطق زلزله‌خيز جهت رفع اين مشكل و استفاده از شمع‌ها بعنوان مسلح كننده خاك ارائه شده است. با اين وجود جابه‌جايي‌هاي افقي بزرگ در پي ناشي از نيروهاي افقي نگراني عمده اين سيستم مي‌باشد. در پژوهش حاضر جهت بررسي تاثير فركانس سازه و مشخصات تحريك ديناميكي ناشي از زلزله بر رفتار سيستم پي - شمع در خاك ماسه‌اي خشك، مطالعات آزمايشگاهي و شبيه‌سازي عددي انجام شده است. جهت اعتبارسنجي مدل عددي نتايج شبيه‌سازي با نرم‌افزار المان محدود آباكوس سه بعدي با نتايج مدلسازي فيزيكي به كمك دستگاه سانتريفيوژ مقايسه شد و در ادامه تاثير پارامترهايي چون مشخصات فيزيكي سيستم پي - شمع و خاك بر پاسخ ديناميكي سيستم مورد مطالعه قرار گرفت.
بر اساس نتايج بدست آمده، فركانس سازه مدل شده بر سيستم پي - شمع مستقر بر خاك نسبت به فركانس طبيعي سازه با فرض گيرداري پايه‌ها، كاهش مي‌يابد و اين كاهش براي سازه‌هاي با فركانس بزرگتر و در تحريك با سطح شتاب بالاتر، بيشتر است. نتايج آزمايشگاهي نشان داد در شتاب بالا، بزرگترين پاسخ‌ها در سيستم در اثر اعمال تحريك ديناميكي با فركانس پايين اتفاق مي‌افتد. همچنين نشان داده شد وجود لايه مياني در سيستم پي - شمع منفصل و عدم انتقال مستقيم بار از سازه به شمع‌هاي مدفون در خاك ماسه‌اي، ممان در شمع‌ها به طور قابل توجهي كاهش مي‌يابد و تاثير نوع سازه بر پاسخ شمع قابل چشم‌پوشي است. از طرفي استفاده از لايه مياني مناسب مانع از جابه‌جايي افقي بزرگ براي پي سطحي و كاهش خطر لغزش مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي عددي بيانگر آن است كه در سيستم پي - شمع متصل، بزرگترين پاسخ‌ها در تحريك با فركانسي برابر با فركانس كاهش يافته سازه، رخ مي‌دهد. همچنين نوع خاك، سختي پي سطحي، طول شمع پارامترهاي تاثيرگذار بر ممان خمشي در طول شمع مي‌باشد. حال آنكه جنس لايه‌هاي خاك علاوه بر مشخصات سازه، عوامل تاثيرگذار بر مقدار جابه‌جايي افقي در سيستم پي - شمع منفصل هستند.
شماره ركورد
191797
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي
رشته تحصيلي
خاك و پي
استاد راهنما
دكتر محمد حسن بازيار