پایان نامه بررسی و مقایسه عددی ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی

دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی

 پایان نامه­ ی کارشناسی ارشد در رشته­ ی مهندسی عمران گرایش خاک و پی

 بررسی و مقایسه عددی ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای به روش اجزای محدود سه بعدی

 استاد راهنما

دکتر نادر هاتف

چکیده

 در این تحقیق ظرفیت باربری گروه شمع‌های مخروطی و گروه شمع‌های استوانه‌ای با حجم یکسان محاسبه شده و مورد مقایسه قرار می‌گیرند. با توجه به کم بودن بررسی‌های عددی و مدلسازی‌ها توسط نرم افزار برای شمع‌های مخروطی نسبت به آزمایش‌های آزمایشگاهی در این زمینه، در این تحقیق مدلسازی گروه شمع‌ها توسط نرم‌افزار سه بعدی2012  PLAXIS  با استفاده از روش اجزای محدود انجام شده است. همچنین با توجه به اهمیت شمع‌ها در گروه نسبت به شمع‌های تکی، در این تحقیق هدف اصلی بررسی جزئی رفتار گروه‌ شمع‌های مخروطی و مقایسه آن با گروه شمع‌های استوانه‌ای هم حجم است. بدین منظور نمودارهای بار-  نشست هر گروه شمع تحت یک بار دلخواه بدست آمده که با استفاده از این نمودار و با تکنیک‌های موجود ظرفیت باربری کل گروه شمع محاسبه شده است. سپس مدل گروه شمع را برای دومین بار تحت باری برابر با ظرفیت باربری خودش قرار داده تا بتوان مشخصات گروه شمع از جمله وضعیت تنش موجود در اطراف بلوک گروه شمع‌ها، نشست گروه شمع ها، راندمان گروه شمع ها و … را تعیین کرد و در نهایت مقایسه‌ای را برای هر دو گروه شمع مخروطی و استوانه‌ای هم حجم متناظر انجام داد. برای محاسبه‌ی راندمان گروه هر شمع، شمع تکی از آن گروه جداگانه مدلسازی شده و مانند قبل مورد بارگذاری قرار گرفته است تا ظرفیت باربری کل شمع تکی از هر گروه نیز بدست آید. مدلسازی‌ها در خاک ماسه‌ای و با شمع‌هایی از جنس بتن در مقیاس واقعی انجام شده‏اند. پارامترهایی که در این مدلسازی‌ها متغیر بوده تا تأثیر تغییرات آن‌ها واضح‌تر شود، عبارتند از : زاویه مخروط شدگی، زاویه اصطکاک داخلی خاک ماسه‌ای، زاویه اتساع و ضریب فشار جانبی خاک .

واژه‌های کلیدی: شمع مخروطی، اجزای محدود، ظرفیت باربری، مدلسازی سه بعدی، انتگرال‌گیری عددی

منابع و مراجع ……………………………………………………………………………………… 111

مقدمه

 شمع‌ها اعضای سازه‌ای از چوب، بتن، فولاد و یا مصالح دیگر هستند که برای انتقال بارهای سطحی به سطوح پایین‌تر در خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این انتقال توسط توزیع بار در طول بدنه شمع یا انتقال مستقیم بار به لایه پایین‌تر از طریق نوک شمع صورت می‌گیرد که حالت اول را شمع اصطکاکی و حالت دوم را شمع اتکایی گویند. معمولاَ همه‌ی شمع‌ها بار را به صورت ترکیبی از اصطکاک بدنه و مقاومت نوک انتقال می‌دهند مگر مواردی که مثلاَ شمع در یک خاک خیلی نرم نفوذ کرده تا به یک بستر سخت برسد. شمع‌ها معمولاً برای اهداف زیر استفاده می‌شوند:

1- انتقال بار سازه‌های عظیم به درون لایه‌های زیرین. (بارهای عمودی و جانبی)

2- مقاومت در مقابل نیروی کششی رو به بالا یا واژگونی به عنوان مثال برای پی‌های یکنواخت در زیر سطح آب یا برای نگه‌داشتن پایه‌های پل در مقابل واژگونی ناشی از بارهای جانبی نظیر باد.

3- تراکم لایه‌های نرم و غیرچسبنده توسط ترکیبی از جابه‌جایی‌ها توسط حجم شمع و حرکت شمع به شیوه‌ی لرزشی . این نوع شمع‌ها ممکن است بعداً بیرون کشیده شوند.

4- کنترل نشست، هنگامی که پی نواری یا گسترده روی خاکی که در زیر آن لایه‌ای با قابلیت تراکم زیاد قرار دارد.

5- سخت‌تر کردن خاک در زیر پی برای کنترل دامنه ارتعاش و فرکانس طبیعی سیستم.

6- به عنوان ضریب اطمینانی بیشتر برای پایه‌ها یا تکیه‌گاه‌های پل.

7- در سازه‌های فراساحلی برای انتقال بارها در بالای سطح آب به خاک زیرین. گاهی اوقات برای کنترل حرکات زمینی (برای مثال زمین لغزش‌ها). شمع‌ها تحت بارهای عمودی و جانبی ممکن است گسیخته شوند. همچنین در اعضای طویل ممکن است گسیختگی کمانشی رخ دهد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *