پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف
zip 08 f 2015
پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف
پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف
توضیحات:پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف تعداد صفحات:31
فهرست:
رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی
با طول های مختلف
معرفي
مقدمه
رفتار دیوارهای خاک مسلح تحت اثر زلزله
مدل های مطالعاتی
تسمه تحتانی
تحلیل دینامیکی شتاب
محاسبه فرکانس
شتابنگاشت اعمالي
ضریب چسبندگی خاک
زاویه اصطکاک داخلی خاک
چگالی طبیعی خاک
چگالی طبیعی بتن
مدول کشسانی خاک
مدول کشسانی بتن
ضریب پواسون
یافته ها
اثر کاهش طول تسمههای دیوار بر فشار جانبی پشت توده
فشار جانبي پشت توده (كيلو نيوتن بر متر مربع)
اثر كاهش طول تسمه ها بر توزيع فشار افقي پشت توده در ديوارهاي 10متري
اثر کاهش طول تسمهها بر نیروی کششی تسمهها در شرایط استاتیکی و دینامیکی
نتیجه گیری
منابع
…………………………………………………..
معرفي
دیوارهای خاک مسلح یکی از حائلهای نگهدارنده خاک میباشند که به علت سهولت، هزینه کم اجرا و شکل پذیری مناسب بسیار رواج یافته اند. مهمترین مشکل در اجرای این دیوارها حجم زیاد عملیات اجرایی است که به منظور کاهش آن و افزایش سرعت اجرا، استفاده از دیوارهای خاک مسلح با مقاطع غیرمستطیلی میتواند مفید باشد؛ اما در هنگام مقاوم سازی این نوع سازه ها لازم است رفتار دینامیکی آنها به روش مناسب مورد بررسی قرار گیرد. در این مطالعه با استفاده از نرم افزار FLAC پس از کالیبره نمودن، سه مدل ده متری و سه مدل پانزده متری تهیه و اثر زلزله بر روی فشار جانبی پشت دیوار و نیروی مسلح کننده ها (دو پارامتر مهم در پایداری سازههای خاک مسلح)، ارزیابی و مدل بهینه تغییر طول تسمهها برای بررسی دیوارهای موجود یا شمای کلی برای مقاومسازی آنها ارائه شده است. نتایج به دست آماده مبین تطابق خوب فرضیات طراحی دیوار خاک مسلح در حالت استاتیکی با خروجیهای نرمافزار FLAC و تأثیر طول مسلح کنندهها بر دو پارامتر مذکور در شرایط استاتیکی و دینامیکی است.
مقدمه
دیوارهای خاک مسلح یکی از انواع حائلهای انعطافپذیر میباشد که استفاده از آن رواج زیادی یافته است. واژه خاک مسلح به مسلح کردن خاک به وسیله عناصر کششی نظیر میلگرد، تسمه فولادی و یا ژئوتکستایل اطلاق میشود. مسلح کردن خاک، مقاومت کششی و برشی خاک را به علت اصطکاک موجود در سطح تماس خاک و مصالح مسلح کننده افزایش میدهد. حائلهای خاک مسلح علاوه بر باربری جانبی، توانایی باربری قائم را نیز دارند؛ لذا تردد وسایل نقلیه باعث پیشنهاد وسیع این دیوارها در راهسازی شده است. سهولت اجرا و شکلپذیری مناسب این دیوارها بخصوص در مقایسه با حائلهای بتنی از مزیتهای دیگر این سازههای نگهدارنده خاک محسوب میشود. دیوارهای خاک مسلح به طول عمده شامل سه عنصر پوسته، تسمه و خاکریز احداثی است و به علت آنکه توسط اصطکاک بین خاک و مسلح کننده نیروهای موجود در خاکریز به تسمهها منتقل میشود، با جلوگیری از حرکت ذرات خاک، پایداری این حائلها فراهم میشود
از رفتار این سازهها تحت اثر زلزله به علت پیچیدگی، تجربه چندانی وجود ندارد. امروزه با عنایت به پیشرفت دانش نرمافزاری و ارائه مدلهای جدید رفتاری خاک امکان بررسی سازهها و فرضیات قدیمی حاصل شده است. در این پژوهش، موارد اساسی مقاومسازی این دیوارها بررسی و لزوم این امر که در صورت عدم تطابق فرضیات طراحی قدیمی و مدلهای محاسباتی رخ میدهد، ارائه شده است.
رفتار دیوارهای خاک مسلح تحت اثر زلزله
دیوارهای معمولی خاک مسلح، سازههای سنگینی هستند که به علت شکلپذیری، رفتار مناسبی در برابر بارهای دینامیکی از خود نشان میدهند، به طوری که در مناطق زلزلهخیز استفاده وسیعی از این دیوارها صورت گرفته است. از مزایای سیستمهای خاک مسلح که در عملکرد زمین لرزهای آنها موثر است، مقاومت کششی زیاد تسمههای فلزی، مقاومت برشی زیاد خاک دانهای و انعطافپذیری سیستم است؛ به گونهای که بوسیله این عوامل رفتار مناسبی در مقابل بارگذاریزلزله از خود نشان میدهد. نظر به اینکه دیوارهای خاک مسلح یکی از حائلهای انعطافپذیر میباشد، فشار خاک در آنها کاملاً تابع نوع تغییر شکل حائل و استفاده از روشهای معمول حائلهای صلب در محاسبه فشار خاک نظیر فرضیههای کلمب و رانکین برای این سازهها محافظه کارانه است. با منظور کردن نیروهای اینرسی ایجاد شده در قطعات لغزیده میتوان این فرضیهها را در مورد بارهای دینامیکی نیز مورد استفاده قرار داد. در هنگام زلزله علاوه بر اینکه نیروی وارد بر حائلهای انعطافپذیر به مراتب کمتر از حائلهای صلب است، نقطه اثر این نیرو نیز متفاوت خواهد بود. در دیوارهای خاک مسلح لزوم بررسی ارتباط توده با خاک پشت و خاک زیر نیز الزامی است.
روشهای متداول برای طراحی این دیوارها در مقابل زلزله بر مبنای استفاده از فرضیه مونونوبه ـ اکابه و یک شتاب حداکثر انتخابی برای محاسبه ضریب اصلاح شده فشار زمین میباشد که محدود به مناطقی با شتاب حداکثر g2/0 میباشد (روشهای متداول در آمریکا). برای شتابهای بزرگتر، روش جابهجایی بلوک لغزش (محدود به مکانیزمهای لغزش داخلی و خارجی) به کار میرود. در تمام این روشها، مدل مناسبی برای پیشبینی رفتار این حائلها بر اثر زلزله وجود ندارد؛ لذا از روشهای عددی و نتایج آزمایشگاهی برای درک بهتر مکانیزم رفتار و مدهای گسیختگی دیوارهای حائل استفاده میشود.
در سال 1974 در دانشگاه کالیفرنیا با ساخت مدلی با مقیاس کامل (دیوار U.C.L.A)، پاسخ استاتیکی و دینامیکی دیوار خاک مسلح بررسی شد. دیوار به ارتفاع 1/6 متر و دارای نمای ذوزنقهای بود. طول قاعده فوقانی 5/16 متر و طول قاعده تحتانی 5/43 متر در نظر گرفته شد. فاصله مسلح کنندهها در جهت افقی و قائم 76/0 متر بود که در دو لایه پایینی فاصله قائم نصف میشد. با افزایش ارتفاع خاکریزی، نیروی مسلح کنندهها افزایش مییابد. مقایسه مقادیر محاسبه شده و مقادیر اندازهگیری شده نشان میدهد که نیروهای محاسبه شده در حالت سکون تقریباً برابر با نیروهای استاتیکی تسمهها هستند. نیروهای دینامیکی حداکثر تسمه نیز شامل نیروی استاتیکی اولیه به اضافه نیروی دینامیکی به علت انفجار میباشد. به علت تأثیر طول، آرایش و تراکم مسلح کنندهها در خاکریز در تسمههای بلندتر، نیروهای دینامیکی بزرگتری تولید میشود. نیروی بیشینه دینامیکی اندازهگیری شده به طور قابل ملاحظهای از نیروهای محاسباتی با روش طراحی زمین لرزهای (3) کمتر میباشد. بر این اساس، لازم است در این روش طراحی اصلاحاتی انجام شود.
فوتاکی و همکاران برای مطالعه رفتار دینامیکی دیوار حائل خاک مسلح، آزمایشهایی را بر روی چهار حائل با ارتفاعهای 5/2 ، 5/3 ، 5/4 و 6 متر انجام دادند. نتایج نشان داد که در شرایط دینامیکی، فشار زمین که بر دیوار اعمال میشد در طی ارتعاش افزایش مییابد. زاویه اصطکاک بین خاک و دیوار (d) در هنگام زلزله بوسیله اندازهگیری نیروهای افقی و قائم محاسبه و در حدود 2:1 تا 3:2 زاویه اصطکاک داخلی خاکریز بود.
در زلزله بزرگ هانشین شدت زمین لرزه از 4 تا 7 تغییر میکرد. حدود 21 عدد از سازههای خاک مسلح تحت زمین لرزهای با شدت 7 قرار گرفتند که به طور کلی حدود 70% آنها بزرگتر از 5 متر و 13% بزرگتر از 10 متر بودند. بررسی سازههای خاک مسلح بر پایه مطالب زیر متمرکز بود:
آسیب قطعات پوسته (ترک یا شکستن سطح بتن)، محلهای گرهها و پاشنه.
آسیب قسمتی از اتصالات سازه.
حرکت دیوار (جابهجایی قطعات پوسته، جابهجایی جانبی دیوار به علت نشست زمین) یا نشست زمین.
سازههای این منطقه برای زلزلههای حداکثر تا g15/0 طرح شده بود. مشاهدات در مورد سازهها عبارتند از:
ـ سه سازه (حدود 2%) آسیبهایی در پوسته داشتند و در زمین مجاور و دیوار مقداری حرکت دیده شد.
ـ هفت سازه (حدود 6%) آسیبهایی در پوسته داشتند و در زمین مجاور مقداری حرکت دیده شد.
ـ 22 سازه (حدود 18%) هیچ آسیبی در پوسته نداشتند؛ ولی خرابیهایی در سازههای مجاور دیده شد.
ـ به 92 سازه (حدود 74%) هیچ آسیبی وارد نشد.
هشت درصد این سازهها که مقداری خرابی در آنها مشاهده شد نیز در مناطقی با شرایط بحرانی واقع شده بودند که در این مناطق سازههای دیگر بشدت آسیب دیده بودند و در هیچ حالتی شدت خرابیها در حد جلوگیری از کارکرد دیوار نبود.
در مطالعات عددی بتوست و حاتمی ثابت شد که سختی مسلح کنندهها تأثیر کمی بر پاسخ آنها در مقابل بارهای استاتیکی دارد؛ ولی توزیع و مقدار نیروهای پشت دیوار در هنگام زلزله بشدت تحت تأثیر سختی مسلح کنندهها قرار دارد. پارامتر حداکثر شتاب زمین (PGA) که در روش شبه استاتیکی به کار میرود اشاره ضعیفی بر تأثیر دینامیکی حرکت زمین بر دیوار خاک مسلح دارد، بنابراین روشهای طراحی باید شامل خصوصیات حرکت زمین و دیوار باشد. بر طبق اظهارات آنها تحلیل پایداری داخلی دیوار خاک مسلح با استفاده از فرضیه مونونوبه ـ اکابه بر پایه فرضیاتی است که گوه گسیختگی برشی در داخل ناحیه مسلح شده ظاهر میشود؛ ولی صفحه گسیختگی برشی در دیوار خاک مسلح تحت تأثیر حرکت زمین یک گوه لغزشی تشکیل شده از دو قسمت است که شامل ناحیه مسلح شده به خصوص خارج آن میشود.
مدل های مطالعاتی
ویژگیها و پارامترهای اجزای تشکیل دهنده دیوارهای خاک مسلح، در رفتار آنها بسیار موثر میباشد. در انتخاب این گزینهها، حتیالامکان سعی شده است با استفاده از کاتالوگهای موجود، به مسائل اجرایی و آنچه در واقعیت اتفاق میافتد، توجه شود؛ به منظور دستیابی به مدل بهینه تغییر طول تسمهها، لازم بود پاسخ دیوار نسبت به این تغییرات ارزیابی گردد. در این راستا، نرمافزار FLAC به دلیل توانمندی بسیار در مدل کردن اندرکنش خاک و تسمهها و مدل رفتاری خاک در مدلسازی مورد استفاده قرار گرفت. مدلهای مختلف تغییر طول تسمه در دیوارها نیز در دو گروه با طول تسمه ثابت و متغیر مورد مطالعه قرار گرفتند. در دیوارهای 10 متری، تسمههایی با طول 7 متر به عنوان گروه اول انتخاب و به منظور بررسی اثر تغییر طول تسمهها یک بار تغییر طول در ارتفاع دیوار (طول 7 تسمه فوقانی 7 متر و طول 7 تسمه تحتانی 4 متر) و دو بار تغییر طول در ارتفاع دیوار (طول 5 تسمه فوقانی 7 متر، طول 5 تسمه میانی 5/5 متر و طول 4 تسمه تحتانی 4 متر) اعمال شد. در دیوارهای 15 متری دیوارهای با طول تسمه ثابت معرف تسمههایی با طول 5/10 متر میباشد. منظور از یک بار تغییر طول، وجود 9 تسمه تحتانی به طول 25/5 متر و منظور از دوبار تغییر طول،
و دیگر توضیحات…………………………
- پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف
- پاورپوینت رفتار لرزه ای دیوارهای مسلح شده با تسمه های فلزی با طول های مختلف
دیدگاه ها