پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
این پاورپوینت راجب پی نواری و پی گسترده می باشد.
پی ها از جمله مهمترین عناصر سازه ها می باشند که در مهندسی عمران دارای اهمیت بسیار زیادی نسبت به روسازه می باشند چون اولا در صورت آسیب پیدا کردن پی ،کل سیستم سازه ای زیر سوال می رود و عملیات ترمیمی با توجه به اینکه قسمت اعظم سازه آسیب می بیند مقرون به صرفه نیست و ثانیا اینکه ما نسبت به زیر سازه و شرایط خاک محل عموما اطلاعات کافی و دقیقی نداریم و اینکه پی ها و خاک زیر آن دارای رفتار مشخص نیستند. لذا شناخت روش های تحلیل پی ها جهت آنالیز و طراحی صحیح پی ها از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد .
متداولترین نوع پی در ساختمان ها، پی نواری میباشد. اما با وجود استفاده عمومی از این پی ها به نظر می رسد که هنوز در روش طراحی این پی ها ابهاماتی وجود دارد، که نیاز به بحث و بررسی آنها میباشد. در این مقاله ابتدا به روش معمول در طراحی این پی ها توسط همکاران اشاره کوتاهی میشود و در قسمت بعدی ابهامات موجود در این روش طراحی مطرح و مورد بررسی قرار میگیرد.
روش معمول در طراحی پی های نواری
معمولاً مهندسان محاسب پی های نواری را با فرض صلبیت نسبی پی در مقایسه با خاک زیر پی و در نتیجه با فرض توزیع یکنواخت و یا خطی تنش در زیر پی و بدون استفاده از برنامه های کامپیوتری مبتنی بر تئوریهای اجزاء محدود (نظیر نرم افزار SAFE ) طراحی میکنند. برای طراحی از ۲ ترکیب بارگذاری زیر مطابق آیین نامه ACI استفاده میشود.
۱) ۱٫۴D+1.7L
2) 0.75(1.4D+1.7L+1.87E) (بار مرده،L بار زنده و E بار زلزله میباشد)
سپس با در نظر گرفتن کل مجموعه پی ها به عنوان یک عضو سازه ای گشتاور دوم اینرسی این مجموعه در هر دو جهت اصلی سازه و حول نقطه مرکز سختی پی محاسبه میشود. همچنین با محاسبه مجموع بارهای ثقلی و لنگرهای موجود در مرکز سختی پی، برای هر یک از دو حالت بارگذاری بالا و با استفاده از فرمول توزیع تنش در زیر پی محاسبه میشود.
با به دست آمدن توزیع تنشها در زیر پی، هر یک از نوارهای پی به صورت یک تیر چند دهانه یکسره که بار تیر برابر حاضلضرب تنش زیر پی در عرض پی و به صورت گسترده و تکیه گاههای آن در واقع همان ستونها میباشند، توسط برنامه هایی نظیر SAP2000 مورد آنالیز قرار گرفته و با محاسبه مقادیر لنگرها در نقاط مختلف، مقدار آرماتورهای مورد نیاز در بالا و پایین نوارهای پی محاسبه میشود. (معمولآ در جهت اطمینان و راحتی محاسبات تنش وارد بر نوارهای پی به صورت یکنواخت و برابر تنش ماکزیمم زیر پی در نظر گرفته میشود).در مرحله آخر در دهانه های بادبندی شده مقدار آرماتورهای بالا در زیر ستونها و آرماتورهای پایین در وسط دهانه مقداری افزایش داده میشود. (حدود ۵۰ درصد)
برخی ابهامات و اشکالات موجود در این روش
اما همانطور که در ابتدا نیز اشاره شد، این روش دارای ابهامات و اشکالاتی میباشد؛ اشکالاتی که باعث تفاوت بعضـآ بسیار زیاد مابین نتایج روش فوق الذکر با روش طراحی کامپیوتری (بر اساس نرم افزارSAFE ) میشود. به این ابهامات در زیر اشاره میشود:
۱- اولین ابهام در فرض صلب بودن پی میباشد. برای آنکه یک پی به صورت صلب فرض شود، باید یکی از دو شرط زیر ارضا شود:
الف- در صورتی که مقدار بار و فاصله ستونهای مجاور تفاوتی بیش از ۲۰ در صد نداشته باشند و میانگین طول دو دهانه مجاور کمتر از باشد.
ب- در صورتی که پی نواری، نگهدارنده یک سازه صلب باشد که به خاطر سختی سازه، اجازه تغییر شکلهای نامتقارن به سازه داده نمیشود. برای تعیین سختی سازه باید به کمک یک آنالیز، سختی مجموعه پی، سازه و دیوارهای برشی ُرا با سختی زمین مقایسه نمود . (جزییات و فرمولهای این قسمت درکتب مختلف موجود میباشد).
معمولآ مهندسان محاسب از شرط اول استفاده نموده و صلب بودن پی را نتیجه میگیرند. اما اشکال اساسی آنجاست که اکثریت ساختمانهای متداول، پیش شرط این شرط را دارا نمیباشند و اساسآ این شرط برای این ساختمانها قابل استفاده نمیباشد. زیرا با توجه به آنکه اکثریت ساختمانها دارای سیستم سازه ای بادبندی میباشند، در ترکیب بار زلزله در دو ستون مجاور یک دهانه بادبندی، به علت آنکه در یک ستون نیروی فشاری قابل توجه و در ستون دیگر نیروی کششی قابل توجه به وجود می آید، بار این دو ستون (با در نظر گرفتن علامت بارها) اختلافی بسیار بیشتر از ۲۰ درصد دارند و به این جهت شرط الف به طور کلی غیر قابل استفاده میباشد. و اگر پی دارای شرایط صلبیت باشد، بر اساس شرط دوم میباشد و نه شرط اول.
۲-دومین خطایی که در این روش وجود دارد، محدود کردن ترکیب بارها به تنها دو ترکیب بار میباشد و حداقل یک ترکیب بار مهم دیگر نادیده گرفته شده میشود.
۳) (1.2 D+1.87 E)* 0.75
این ترکیب بار از آنجا دارای اهمیت میباشد که با توجه به حذف بار زنده و کاهش ضریب بارهای مرده، مقدار نیروی کششی (اصطلاحآ uplift) در ستونهای دهانه های بادبندی به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد، که این مساله سبب بالا رفتن مقدار آرماتور بالا در زیر ستونها در روش محاسبه با نرم افزار SAFE و در نتیجه اختلاف بیشتر مابین نتایج دو روش با همدیگر میشود.
۳-اما عمده ترین ابهام و ایراد وقتی به وجود می آید که پس از محاسبه مقادیر تنشها، نوارهای پی به صورت تیرهای یکسره در نظر گرفته شده و تنشهای زیر پی به صورت بار خارجی به تیر وارد میشود و تیر مورد آنالیز قرار میگیرد. این روش تا وقتی که در هر نوار فقط دو ستون وجود داشته باشد (سازه معین باشد)، هیچ ایرادی ندارد. اما ایرادها وقتی ایجاد میشود که در هر نوار تعداد ستونها ۳ و یا بیشتر باشد. در این حالت نوارها به صورت تیر نامعین در می آیند. مقادیر واکنشها و تلاشهای داخلی در تیرهای نامعین بستگی کامل به شرایط مرزی تیر و معادلات سازگاری حاصل از شرایط مرزی دارد و در صورت تفاوت شرایط مرزی، صرف آنکه شرایط ظاهری آنها شبیه هم باشد، نمیتواند دلیل قانع کننده ای جهت برابر دانستن نتایج آنالیز برای دو حالت باشد. برای یک تیر چند دهانه یکسره شرایط مرزی به شرح زیر است:
این فایل پاورپوینت در 34 صفحه به خدمتتون ارئه میشود.