دانشگاه شمال
دانشکده فنی مهندسی
پایان نامه جهت اخذ مدرک کارشناسی ارشد
رشته عمران- سازه
عنوان پایان نامه:
بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی باز توزیع نیروها در المان های سازه های فولادی
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر محمود حسن پور
استاد مشاور:
جناب آقای دکتر سیروس غلامپور
بهار 91
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چكیده
در کشور ما اغلب سازه ها و شاید تمامی ساختمان های متعارف به طور مستقل تحلیل و طراحی می شوند، بدین معنی که این سازه ها عمدتا” توسط نرم افزارهای متعارف و با در نظر گرفتن یک تکیه گاه صلب و یا مفصلی، تحلیل و طراحی شده و سپس نیروهای بدست آمده در پای ستون ها برای تحلیل و طراحی پی سازه مورد استفاده قـــــــــــرار می گیرند. دراین روند توجهی به تاثیر نشست پی بر توزیع نیروها در المان های سازه نمی شود. اندركنش بین سازه، پی و خاك زیرین آن رفتار واقعی سازه را در مقایسه با حالتی كه سازه به تنهایی بررسی می‌شود تغییر می‌دهد. در این پایان نامه ساختمان های فولادی مختلف همراه با پی و خاک زیر پی آنها مدلسازی شده اند، سپس نتایج تحلیل سازه های مذکور را با نتایج تحلیل همان سازه ها که در حالت متعارف مدلسازی شده اند مقایسه می شود تا میزان تاثیرات اندرکنش خاک و سازه بر باز توزیع نیروها در المان های ساختمان های فولادی و در نهایت میزان اعتبار روش های متعارف استفاده شده در کشور جهت تحلیل و طراحی ساختمان های مذکور مشخص شود.
واژه‌های كلیدی: اندرکنش- خاک- سازه- سازه های فلزی- بازتوزیع- نیرو .
فهرست مطالب
1-2) مفهوم اندركنش خاك- سازه 2
1-2-1) اندركنش خاك- سازه استاتیكی 4
1-2-2) اندركنش خاك- سازه دینامیكی 5
فصل دوم: مروری بر مطالعات گذشته 8
2-2) مروری بر مطالعات و تحقیقات گذشته 9
3-2-1-2) روش‌های متداول تعیین E 24
3-2-3-1) خاك‌های نیمه اشباع 40
3-4-1) شكل‌های نشست غیریكنواخت 41
3-4-2) علل بروز نشست غیریكنواخت 43
3-4-2-1) تغییر لایه‌های زمین 43
3-4-2-2) تغییر در بار وارد بر پی 43
3-4-2-3) پی گسترده بزرگ و انعطاف‌پذیر 44
3-4-2-4) تفاوت در زمان ساخت 44
3-4-2-5) تغییر در شرایط ساختگاه 44
فصل چهارم: روش های مدل سازی پی و خاک زیر آن 45
4-2) روش های مدل سازی پی ساختمان 46
4-2-1) پی صلب و پی انعطاف پذیر 46
4-2-2) نحوة مدل كردن پی انعطاف‌پذیر 47
4-3) روش های مدلسازی خاك پی 48
4-3-2) بهبود مدلسازی خاك با فنر 54
4-3-2-1) روش اول: افزایش سختی فنرهای كناری یا كاهش سختی فنرهای مركزی 54
4-3-2-2) روش دوم: متصل كردن فنرها 55
4-3-2-3) روش سوم: روش المان سطحی 55
فصل پنجم: مدل سازی و تحلیل نتایج 57
5-2) خصوصیات ساختمان های مدل شده 58
5-2-4) ارتفاع و تعداد طبقات 61
5-2-7) بارگذاری ساختمان و آئین‌نامه‌های استفاده شده 62
5-3) نرم‌افزار مورد استفاده 63
5-4) مدل سازی اندرکنش خاک-سازه 64
5-4-2-1) محاسبه مدول بستر برای ساختمان با پلان باریک 67
5-4-2-2) محاسبه مدول بستر برای ساختمان با پلان عریض 69
5-4-2-3) محاسبه سختی فنرها و تعریف نمودن فنرها در محیط نرم افزار SAP 71
5-4-3) یکپارچه سازی المان های روسازه، پی و خاک زیر پی 73
5-6-1) ساختمان های فولادی با سیستم سازه ای قاب خمشی 75
5-6-1-1) ساختمان پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 75
5-6-1-2) ساختمان پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری 78
5-6-1-3) ساختمان ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده 79
5-6-1-4) ساختمان پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 81
5-6-1-5) ساختمان پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 85
5-6-1-6) ساختمان ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 88
5-6-1-7) ساختمان ده طبقه باپلان عریض و پی نواری 91
5-6-2) ساختمان های فولادی با سیستم سازه ای قاب مهاربندی 92
5-6-2-1) ساختمان پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 92
5-6-2-2) ساختمان پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری 95
5-6-2-3) ساختمان ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده 96
5-6-2-4) ساختمان پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 98
5-6-2-5) ساختمان پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 101
5-6-2-6) ساختمان ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 102
5-6-2-7) ساختمان ده طبقه با پلان عریض و پی نواری 104
5-6-3) ساختمان های فولادی با سیستم سازه ای مختلط 106
5-6-3-1) ساختمان پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 106
5-6-3-2) ساختمان ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 109
5-7-1) تاثیر اندرکنش بر نیروی محوری 112
5-7-1-2) تاثیر تعداد طبقات 114
5-7-1-4) تاثیر سیستم سازه ای 114
5-7-2) تاثیر اندرکنش بر لنگر خمشی 115
5-7-2-2) تاثیر تعداد طبقات 116
5-7-2-4) تاثیر سیستم سازه ای 116
فصل ششم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات 117
6-3) پیشنهاد در مورد تحقیقات آینده 120
فهرست شکل‌ها
شکل 1‑1: بازتوزیع نیروهای قاب بواسطه اندركنش بین خاك و سازه]1 [ 3
شکل 3‑1: نمودار پیشنهادی باولز برای بدست آوردن ضریب عمق ( )]1[ 18
شکل 3‑2: مفهوم E در آزمایش تك محوری]1[ 24
شکل 3‑3: مرحله اعمال تنش همه جانبه در آزمایش سه محوری]1[ 25
شکل 3‑4: مرحله اعمال برش در آزمایش سه محوری]1[ 26
شکل 3‑6: دستگاه تحكیم یا بارگذاری در شرایط تغییر شكل جانبی صفر (محدود شده) ]1[ 27
شکل 3‑7: نتایج حاصل از آزمایش پرسیومتر]1 [ 29
شکل 3‑8: تعیین E از آزمایشهای ژئوفیزیكی لرزه‌ای]1 [ 30
شکل 3‑9: ساده‌سازی رفتار خاك]1 [ 32
شکل 3‑10: استفاده از منحنی‌های تنش- نسبت تخلخل در محاسبه نشست]1 [ 35
شکل 3‑11: منحنی‌های اصلاح نشست الاستیك پی‌های انعطاف‌پذیر مستطیلی در عمق D ]1 [ 37
شکل 3‑12: توزیع تقریبی تنش زیر یك پی]1 [ 38
شکل 3‑13: نشست غیریكنواخت و دوران نسبی]1 [ 41
شکل 3‑14: ترك خوردگی دیوار در اثر (الف) گودافتادگی (ب) بالاآمدگی]1 [ 42
شکل 3‑15: كج شدگی ( )برای (الف) كل یك ساختمان (ب) درب ورودی]1 [ 43
شکل 4‑1: پی بر بستر الاستیك]1[ 48
شکل 4‑2: سطح بارگیر برای نقاط گوشه، وسط و مركز در پی‌های گسترده]1 [ 53
شکل 4‑3: طول و عرض سطح بارگیر در پی‌های نواری]1 [ 53
شکل 4‑4: تغییر شكل پی انعطاف پذیر تحت بار یكنواخت]1 [ 54
شکل 5‑1: تیپ پلان‌های استفاده شده: الف) پلان معماری باریک ب) پلان معماری عریض 60
شکل 5‑2: پی گسترده مربوط به ساختمان های با پلان عریض 65
شکل 5‑3: پی نواری مربوط به ساختمان های با پلان عریض 65
شکل 5‑4: پی گسترده مربوط به ساختمان های با پلان باریک 66
شکل 5‑5: پی نواری مربوط به ساختمان های با پلان باریک 66
شکل 5‑6: فنرهای اختصاص داده به المان سطح در محیط برنامه SAP: 73
شکل 5‑20: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 86
شکل 5‑25: نمودار نیروی محوری ستون –C1 در طبقات ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 89
شکل 5‑28: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی نواری به همراه پی و خاک زیر آن 91
شکل 5‑49: نمای سه بعدی ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 110
فهرست جداول
جدول 3‑1: مقادیر و برای محاسبه ضریب در رابطه (3-3) برای تعدادی از مقادیر H/B و L/B ]1[ 20
جدول 3‑2: مثالهایی از روابط تجربی تعیین E برحسب SPT و CPT ]1 [ 28
جدول 3‑3: مقادیر تقریبی مدول الاستیسیته و ضریب پواسون 31
جدول 3‑5: ضریب اصلاح نشست تحكیم محاسباتی 35
جدول 4‑1 : مقادیر K بعنوان راهنما و مقایسه با روابط تقریبی (4-8) و (4-9) 52
جدول 5‑1: مدول ارتجاعی ( )، مقاومت نهایی ( ) و ضریب پواسون ( ) خاك‌های رسی 62
جدول 5‑2: بارهای سرویس وارد بر ساختمان 63
جدول 5‑3: ضخامت تخمین زده شده توسط SAFE برای انواع ساختمان 64
جدول 5‑4: سختی محاسبه شده برای معرفی در محیط برنامه SAP جهت مدل سازی خاک زیر پی 71
جدول 5‑5: تاثیر اندرکنش در نیروی محوری ستون های گوشه در طبقه همکف 113
جدول 5‑6: بیشینه تاثیر اندرکنش بر لنگر خمشی تیرهای محیطی در طبقه همکف 115
1) فصل اول
| مقدمه |
1-1)پیشگفتار
امروزه روش متعارف طراحی ساختمان در کشور به این شکل است که در برنامه های متداول تحلیل و طراحی، سازه بر روی تکیه گاه های صلب و یا گیردار مدل شده، تحلیل و طراحی می گردد. سپس نیرو های پای ستون ها به عنوان ورودی به نرم افزارهای مختص طراحی پی داده می شود و پی نیز به صورت مستقل از سازه تحلیل و طراحی می شود.
در حقیقت با وجودی که پی سازه در اصل عملکردی انعطاف پذیر دارد و تحت نیروهای وارده از طرف المان های روسازه دچار نشست های کلی و غیر یکنواخت می شود، مهندسان سازه در تحلیل و طراحی ساختمان ها، در حقیقت پی را صلب فرض کرده و به تأثیری كه نشست خاک زیر پی و انعطاف‌پذیری پی سازه ممكن است بر روی پاسخ سازه داشته باشد توجهی نمی‌كنند.
در صورتی که اندركنش بین سازه، پی و محیط خاك تكیه‌گاهی آن، رفتار واقعی سازه را به طور قابل توجهی در مقایسه با بررسی رفتار سازه به تنهایی تغییر دهد، نشست‌های پی ممكن است شرایط توزیع بار جدیدی را در روسازه به وجود آورند كه موجب آسیب دیدن و ترك برداشتن المان‌های آن شود. با وارد كردن پدیده اندركنش خاك- سازه در تحلیل روسازه می‌توان برای جلوگیری از صدمات احتمالی وارد بر ساختمان تمهیداتی فراهم نمود.
تعداد صفحه : 18
قیمت :14700 تومان
