دانشگاه شمال

دانشکده فنی مهندسی

پایان نامه جهت اخذ مدرک کارشناسی ارشد

رشته عمران- سازه

عنوان پایان نامه:

مطالعه 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

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده  
در کشور ما اغلب سازه ها  و شاید تمامی ساختمان های متعارف به گونه مستقل تحلیل و طراحی می شوند، بدین معنی که این سازه ها اکثرا” 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 بهره گیری قـــــــــــرار می گیرند. دراین طریقه توجهی به تاثیر نشست پی بر توزیع نیروها در المان های سازه نمی گردد. اندرکنش بین سازه، پی و خاک زیرین آن رفتار واقعی سازه را در مقایسه با حالتی که سازه به تنهایی مطالعه می گردد 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 گردد تا اندازه تاثیرات اندرکنش خاک و سازه بر باز توزیع نیروها در المان های ساختمان های فولادی و در نهایت اندازه اعتبار روش های متعارف بهره گیری شده در کشور جهت تحلیل و طراحی ساختمان های مذکور مشخص گردد.
واژه‌های کلیدی: اندرکنش- خاک- سازه- سازه های فلزی- بازتوزیع- نیرو  .
 

فهرست مطالب

     فصل اول: مقدمه 1
1-1)  پیشگفتار 2
1-2)  مفهوم اندرکنش خاک- سازه 2
1-2-1) اندرکنش خاک- سازه استاتیکی 4
1-2-2) اندرکنش خاک- سازه دینامیکی 5
1-3)  لزوم انجام پژوهش حاضر 6
1-4)  اهداف پایان نامه 7
1-5)  روش انجام پروژه 7
     فصل دوم: مروری بر مطالعات گذشته 8
2-1)  مقدمه 9
2-2)  مروری بر مطالعات و تحقیقات گذشته 9
     فصل سوم: نشست ساختمان 15
3-1)  مقدمه 16
3-2)  انواع نشست 16
3-2-1) نشست آنی 16
3-2-1-1) محاسبه نشست آنی 17
3-2-1-2) روش‌های متداول تعیین E 24
3-2-1-3) رفتار الاستیک خاک 31
3-2-2) نشست تحکیم 33
3-2-2-1) محاسبه نشست تحکیم 34
3-2-3) نشست تحکیم ثانویه 39
3-2-3-1) خاک‌های نیمه اشباع 40
3-3)  نشست نهایی 40
3-4)  نشست غیر یکنواخت 40
3-4-1) شکل‌های نشست غیریکنواخت 41
3-4-2) علل بروز نشست غیریکنواخت 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
4-1)  مقدمه 46
4-2)  روش های مدل سازی پی ساختمان 46
4-2-1) پی صلب و پی انعطاف پذیر 46
4-2-2) چگونگی مدل کردن پی انعطاف‌پذیر 47
4-3)  روش های مدل‌سازی خاک پی 48
4-3-1) تعیین سختی فنر 49
4-3-2) بهبود مدل‌سازی خاک با فنر 54
4-3-2-1) روش اول: افزایش سختی فنرهای کناری یا کاهش سختی فنرهای مرکزی 54
4-3-2-2) روش دوم: متصل کردن فنرها 55
4-3-2-3) روش سوم: روش المان سطحی 55
4-3-3) نتیجه گیری 56
     فصل پنجم: مدل سازی و تحلیل نتایج 57
5-1)  مقدمه 58
5-2)  خصوصیات ساختمان های مدل شده 58
5-2-1) اسکلت                                                                                                            59
5-2-2) پلان                                                                                                            59
5-2-3) پی                       61
5-2-4) ارتفاع و تعداد طبقات 61
5-2-5) نوع سیستم سازه‌ای 61
5-2-6) نوع خاک                                                                                                            61
5-2-7) بارگذاری ساختمان و آئین‌نامه‌های بهره گیری شده 62
5-3)  نرم‌افزار مورد بهره گیری 63
5-4)  مدل سازی اندرکنش خاک-سازه 64
5-4-1) مدل سازی پی ساختمان 64
5-4-2) مدل سازی خاک زیر پی 67
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 کردن فنرها در محیط نرم افزار SAP 71
5-4-3) یکپارچه سازی المان های روسازه، پی و خاک زیر پی 73
5-5)  روش تحلیل اندرکنش 74
5-6)  ارائه و تفسیر نتایج 74
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)  نتیجه گیری کلی 112
5-7-1) تاثیر اندرکنش بر نیروی محوری 112
5-7-1-1) تاثیر ابعاد پلان 113
5-7-1-2) تاثیر تعداد طبقات 114
5-7-1-3) تاثیر نوع پی 114
5-7-1-4) تاثیر سیستم سازه ای 114
5-7-2) تاثیر اندرکنش بر لنگر خمشی 115
5-7-2-1) تاثیر ابعاد پلان 115
5-7-2-2) تاثیر تعداد طبقات 116
5-7-2-3) تاثیر نوع پی 116
5-7-2-4) تاثیر سیستم سازه ای 116
     فصل ششم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات 117
6-1)  مقدمه 118
6-2)  نتیجه گیری نهایی 118
6-3)  پیشنهاد در مورد تحقیقات آینده 120
     فهرست منابع و مآخذ 122
 
 

فهرست شکل‌ها

شکل ‏1‑1: بازتوزیع نیروهای قاب بواسطه اندرکنش بین خاک و سازه]1 [ 3
شکل ‏3‑1: نمودار پیشنهادی باولز برای بدست آوردن ضریب عمق ( )]1[ 18
شکل ‏3‑2: مفهوم E در آزمایش تک 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 ‏3‑5: برش ساده]1 [ 27
شکل ‏3‑6: دستگاه تحکیم یا بارگذاری در شرایط تغییر شکل جانبی صفر (محدود شده) ]1[ 27
شکل ‏3‑7:  نتایج حاصل از آزمایش پرسیومتر]1 [ 29
شکل ‏3‑8: تعیین E از آزمایشهای ژئوفیزیکی لرزه‌ای]1 [ 30
شکل ‏3‑9: ساده‌سازی رفتار خاک]1 [ 32
شکل ‏3‑10: بهره گیری از منحنی‌های تنش- نسبت تخلخل در محاسبه نشست]1 [ 35
شکل ‏3‑11: منحنی‌های اصلاح نشست الاستیک پی‌های انعطاف‌پذیر مستطیلی در عمق D ]1 [ 37
شکل ‏3‑12: توزیع تقریبی تنش زیر یک پی]1 [ 38
شکل ‏3‑13: نشست غیریکنواخت و دوران نسبی]1 [ 41
شکل ‏3‑14: ترک خوردگی دیوار در اثر (الف) گودافتادگی  (ب) بالاآمدگی]1 [ 42
شکل ‏3‑15: کج شدگی ( )برای (الف) کل یک ساختمان  (ب) درب ورودی]1 [ 43
شکل ‏4‑1: پی بر بستر الاستیک]1[ 48
شکل ‏4‑2: سطح بارگیر برای نقاط گوشه، وسط و مرکز در پی‌های گسترده]1 [ 53
شکل ‏4‑3: طول و عرض سطح بارگیر در پی‌های نواری]1 [ 53
شکل ‏4‑4: تغییر شکل پی انعطاف پذیر تحت بار یکنواخت]1 [ 54
شکل ‏5‑1: تیپ پلان‌های بهره گیری 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 ‏5‑7: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر پی زیر آن 75
شکل ‏5‑8: نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 76
شکل ‏5‑9:  نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 76
شکل ‏5‑10: نمودار لنگر تیرهای محورA در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 77
شکل ‏5‑11: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری به همراه پی و خاک زیر آن 78
شکل ‏5‑12: نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری 79
شکل ‏5‑13: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 80
شکل ‏5‑14:نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده 81
شکل ‏5‑15:نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 82
شکل ‏5‑16:نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه اول ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 83
شکل ‏5‑17: نمودار نیروی محوری ستون های محور 4 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 84
شکل ‏5‑18: نمودار لنگر تیرهای محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 84
شکل ‏5‑19: نمودار لنگرتیرهای محور 4 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 85
شکل ‏5‑20: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 86
شکل ‏5‑21: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 87
شکل ‏5‑22: نمودار لنگر تیرهای محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 87
شکل ‏5‑23: نمای سه بعدی ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 88
شکل ‏5‑24: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 89
شکل ‏5‑25: نمودار نیروی محوری ستون –C1 در طبقات ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 89
شکل ‏5‑26: نمودار نیروی محوری ستون های محور 4 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 90
شکل ‏5‑27: نمودار لنگر تیرهای محور 1 در طبقه همکف ساختمان قاب خمشی ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 91
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 ‏5‑29: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 93
شکل ‏5‑30: نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 94
شکل ‏5‑31: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان باریک و پی گسترده 94
شکل ‏5‑32: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری به همراه پی و خاک زیر آن 95
شکل ‏5‑33: نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه اول ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان باریک و پی نواری 96
شکل ‏5‑34: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 97
شکل ‏5‑35: نمودار نیروی محوری ستون های محور A در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان باریک و پی گسترده 98
شکل ‏5‑36: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 99
شکل ‏5‑37: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 100
شکل ‏5‑38: نمودار نیروی محوری ستون های محور 4 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان عریض و پی گسترده 100
شکل ‏5‑39: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری به همراه پی و خاک زیر آن 101
شکل ‏5‑40: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده پنج طبقه با پلان عریض و پی نواری 102
شکل ‏5‑41: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 103
شکل ‏5‑42: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 104
شکل ‏5‑43: نمای سه بعدی ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان عریض و پی نواری به همراه پی و خاک زیر آن 105
شکل ‏5‑44: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان مهاربندی شده ده طبقه با پلان عریض و پی نواری 106
شکل ‏5‑45: نمای سه بعدی ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده به همراه پی و خاک زیر آن 107
شکل ‏5‑46: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 108
شکل ‏5‑47: نمودار نیروی محوری ستون های محور 4 در طبقه همکف ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 108
شکل ‏5‑48: نمودار لنگر تیرهای محور 1 در طبقه همکف ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 109
شکل ‏5‑49: نمای سه بعدی ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 110
شکل ‏5‑50: نمودار نیروی محوری ستون های محور 1 در طبقه همکف ساختمان با سیستم سازه ای مختط ده طبقه با پلان عریض و پی گسترده 111
 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : بررسی عددی کاهش پاسخ لرزه­ای مخازن ذخیره مایع

فهرست جداول

جدول ‏3‑1: مقادیر  و  برای محاسبه ضریب  در ارتباط (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 ‏3‑4: مقادیر متداول   34
جدول ‏3‑5: ضریب اصلاح نشست تحکیم 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 ( ) خاک‌های 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 می باشد 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 گردد و پی نیز به صورت مستقل از سازه تحلیل و طراحی می گردد.
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 گردد، مهندسان سازه در تحلیل و طراحی ساختمان ها، در حقیقت پی را صلب فرض کرده و به تأثیری که نشست خاک زیر پی و انعطاف‌پذیری پی سازه ممکن می باشد بر روی پاسخ سازه داشته باشد توجهی نمی‌کنند.
در صورتی که اندرکنش بین سازه، پی و محیط خاک تکیه‌گاهی آن، رفتار واقعی سازه را به گونه قابل توجهی در مقایسه با مطالعه رفتار سازه به تنهایی تغییر دهد، نشست‌های پی ممکن می باشد شرایط توزیع بار جدیدی را در روسازه به وجود آورند که موجب آسیب دیدن و ترک برداشتن المان‌های آن گردد. با وارد کردن پدیده اندرکنش خاک- سازه در تحلیل روسازه می‌توان برای جلوگیری از صدمات احتمالی وارد بر ساختمان تمهیداتی فراهم نمود.
تعداد صفحه : 18
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران