عنوان پایان‌نامه
مدل‌سازی عددی گودبرداری با روش بالا به پایین و مطالعه عوامل مهم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2233;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74926;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2233;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74926
- تاریخ دفاع
- ۳۰ خرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- حبیب نافعی نیکجه
- استاد راهنما
- علی فاخر
- چکیده
- گودبرداری¬های عمیق برای احداث زیرزمین¬ها در جهان بسیار مورداستفاده است؛ اما آن‌ها باعث تغییر مکان زمین می¬شوند که می¬تواند برای سازه¬های کناری خطرناک باشد. در این پایان¬نامه روش ساخت بالا به پایین (Top-down construction method) که یکی از روش¬های ساخت زیرزمین¬های عمیق و نیمه عمیق است، موردبررسی قرارگرفته است. این روش مزایای زیادی دارد که از مهم‌ترین آن¬ها می-توان به‌سرعت بالای ساخت سازه به علت امکان ساخت هم‌زمان سازه زیرزمین و روی زمین و همچنین ایمنی بالای روش به علت استفاده از سقف‌ها برای جلوگیری از حرکت دیوار حائل تحت‌فشار خاک، اشاره کرد. این روش در کشور ایران کمتر مورداستفاده قرارگرفته است ولی استفاده از آن در ایران رو به افزایش است. روش¬هایی شبیه به روش بالا به پایین نیز با توجه به شرایط خاک ایران و دستگاه‌ها و نیروی کار موجود استفاده‌شده است. این عوامل نشان‌دهنده‌ی لزوم انجام تحقیق در مورد روش ساخت بالا به پایین است. انواع روش‌های ساخت بالا به پایین برای احداث سازه‌ی زیرزمین در این تحقیق معرفی و مدل‌سازی عددی برای بررسی اثر پارامترهای خاک و سازه انجام شد. مدل‌سازی با نرم‌افزار ایتبز (ETABS) انجام‌شده است. متغیرهای موردمطالعه شامل(i) خاک دانه¬ای یا ریزدانه (ii) تعداد طبقات زیرزمین (iii) فاصله¬ی دهانه¬ی ستون¬هاست. با سعی و خطا مدل‌سازی عددی مناسب به‌کاررفته است. روش ساخت بالا به پایین از یک حالت تشکیل نشده است. برای هرکدام از حالت‌های ساخت به روش بالا به پایین مزایا و محدودیت‌ها و همچنین محدوده‌ی کاربرد مشخص شد. برخی از نتایج مهم این تحقیق بدین شرح است که (الف) سقف زیرزمین¬ها که می¬تواند سیستم تیرچه‌بلوک یا عرشه فولادی و ... باشد، نقش مهمی در کنترل فشار جانبی ناشی از خاک روی دیوار حائل دارد. از طرفی باعث جلوگیری از کمانش جانبی تیرها حول محور ضعیف می¬شود. ولی ازآنجاکه اجرا نشدن سقف در حین گودبرداری سرعت اجرای زیرزمین را خیلی افزایش می¬دهد، در سازه¬ی فلزی می¬توان در تراز سقف فقط تیرها ا اجرا کرد و سقف¬ها بعداً ایجاد شوند. اجرا نشدن سقف وزن تیرها را بیش از 50% سنگین¬تر می¬کند. (ب) در سازه¬هایی که بیش از 5 طبقه زیرزمین دارند، بهتر است در طبقات پایین زیرزمین، سقف¬ها در حین گودبرداری اجرا شوند. (ج) اجرای سقف فقط در دهانه¬های کناری که به دیوار حایل چسبیده¬اند، باعث پیوستگی بهتر تیر و ستون و دیوار حائل و همچنین توزیع بهتر نیرو بین اعضا می¬شود که به تقویت قاب کمک می¬کند. (د) درروش ترکیبی که کناره¬های سازه به روش بالا به پایین و میانه سازه به روش پایین به بالا ایجاد می¬شود، می¬توان برای افزایش سختی قاب کناری، دو دهانه را با روش بالا به پایین ایجاد کرد. ولی تفاوت زیادی میان سختی قاب دو دهانه و سه دهانه نیست.
- Abstract
- Deep excavations are widely used for the construction of undergrounds in the world, but they may cause changes in soil conditions and ground motion in a way that can be dangerous for the adjacent structures. This study investigates the top-down method for deep and semi-deep underground construction. This method has many benefits, which the high-speed construction of the structure due to the possibility of simultaneous construction of basement and ground structures, and also the high safety of the method because of using roofs to prevent the displacement of retaining walls under soil pressure, are of a great importance. This method was not very common in Iran; however, it is increasingly being used in recent years. Some other methods similar to the top-down method have also been used considering the soil conditions, devices and labor availability in the country which reveals the importance of studying the top-down construction method. . The present research identifies the variety of top-down methods used for underground construction, and then a numerical model is adapted using ETABS software to study the effects of soil and structure related parameters. The variables studied here include (i) soil or fine grain, (ii) number of underground floors, (iii) the distance between columns’ openings. Proper numerical model is selected by try and error principle. The top-down construction method is not composed of only one mode; and there are advantages and limitations, and also different scope of application for each mode. Some of the key results of this study are as follows: (A) Undergrounds’ ceilings that could be crossbars or steel deck systems, etc., plays an important role in controlling the lateral pressure on retaining wall caused by the soil. It also prevents beams form lateral buckling around the weak axis. But since the underground construction can be finished more quickly by not implementing the ceiling during the excavation, only beams may be implemented in ceiling balance, and the ceilings itself can be created later. Not implementing the ceiling increases the beam weight by more than 50%. (B) In the structures with over 5 underground floors, it is better to perform the ceilings of the lower floors during the excavation. (C) To implement the ceilings only in the side openings attached to the retaining wall may result a better cohesion of beam and column and retaining wall as well as a better distribution of power between the members that will strengthen the frame. (D) In the combined method where the sides of the structure are made by top-down method and the middle part by bottom-up, two openings could be created by top-down in order to increase the side frame stiffness. However, there is not much difference between the stiffness of two-opening and three-opening frames.
