عنوان پایان‌نامه

توسعه روش مقاومت بسیج‌شده برای طراحی لرزه‌ای اسکله‌های سپری و مقایسه با روش‌های تنش مجاز و حالات حدی



    دانشجو در تاریخ ۲۵ اسفند ۱۳۹۲ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "توسعه روش مقاومت بسیج‌شده برای طراحی لرزه‌ای اسکله‌های سپری و مقایسه با روش‌های تنش مجاز و حالات حدی" را دفاع نموده است.


    محل دفاع
    کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2011;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66831
    تاریخ دفاع
    ۲۵ اسفند ۱۳۹۲
    استاد راهنما
    علی فاخر

    بنادر در رشد و توسعه اقتصادی یک کشور اهمیت زیادی دارند. یکی از مهمترین بخش‌های یک بندر اسکله‌ها می‌باشند که انواع مختلفی دارند و از این میان ساخت اسکله نوع سپری در کشور ما رایج است. به دلیل محدودیت‌هایی که مقاطع متعارف U و Z شکل دارند، گاهی از شمع‌های کنار هم به عنوان مقطع سپر استفاده می‌شود. از آنجا که تعاریف مختلف ضریب اطمینان برای طراحان ابهام‌برانگیز است، لذا مقایسه آنها ضروری است. در این تحقیق با استفاده از روش‌های مختلف تنش مجاز و حالات حدی به محاسبه عمق نفوذ سپر پرداخته شده است. تحلیل نتایج نشان می‌دهد، درصد تفاوت بیشترین و کمترین عمق نفوذ سپر محاسبه شده از روش های مختلف ضریب اطمینان زیاد می باشد پس تعریف ضریب اطمینان در طراحی اسکله سپری اهمیت زیادی دارد. وقتی از روش حالات حدی استفاده می کنیم مقدار زیادی را برای عمق نفوذ سپر در خاک‌های دانه‌ای، چسبنده دانه‌ای و چسبنده نتیجه می دهد و مقادیر بیشتری نسبت به روش تنش مجاز دارد و محافظه کارانه می باشد. لازم به ذکر است که تغییر ارتفاع اسکله هم تأثیری بر این نتیجه گیری ندارد. همچنین یکی از عیب‌های اصلی روش‌های کلاسیک در طراحی سپرها این است که فشار خاک را قبل از تحلیل فرض می‌کنند. به بیان دیگر فشار خاک یا مقاومت بسیج شده جلوی سپر، حاصل از تحلیل سپرها نیست، بلکه به عنوان ورودی در تحلیل به کار می‌رود. به همین دلیل روش های کلاسیک در طراحی اسکله‌های سپری دارای ابهاماتی است و استفاده از روش های جدید لازم می‌باشد تا وضعیت تنش در خاک اطراف سپر را بیان کنند. به همین منظور در این تحقیق تلاش شد تا با مدلسازی عددی که با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام شد، ضرورت استفاده از روش مقاومت بسیج‌شده، بررسی گردد. در روش مقاومت بسیج‌شده با استفاده از تحلیل عددی می‌توان از وضعیت تنش‌خاک در جلوی سپر آگاه شد، ولی اشکال این روش، آن است که حتما باید تحلیل عددی صورت گیرد. این موضوع در هر دو شرایط استاتیکی و لرزه‌ای و در خاک سیلت (چسبنده دانه‌ای) مورد مطالعه قرار گرفت. در انتها این نتیجه گیری انجام شد، که روش‌های کلاسیک طراحی اسکله‌های سپری که روش‌های ساده‌تری هستند در شرایط استاتیکی، نتایج خوبی می‌دهند و الزامی به استفاده از روش مقاومت بسیج‌شده برای طراحی اسکله در این شرایط وجود ندارد. ولی در شرایط لرزه‌ای، استفاده از روش مقاومت بسیج‌شده قابل توصیه است.
    Abstract
    Ports play an important role in development of the countries. Wharves are main parts of the ports and are divided into different types. Sheet pile types are more popular in Iran than other types. U and Z types piling are predominantly used in quay walls, however, using these sections have some limitations, especially in Iran. So a solution is replacing these sections with contiguous piles. Cross section of contiguous types walls is not continues, but existence of relatively heavy cap beam at the top of the piles can affect integrity of wall cross section. As the different definitions of safety factor is ambiguous for designers, therefore it is necessary to compare these methods. In this study, the penetration depth of sheet piles has been calculated by using allowable stress method and limit states design method. The results show that the percentage of difference between the maximum and the minimum depth calculated by various methods is large. So the definition of safety factor is important in designing of sheet piles. The results show that the Limit State Design method is conservative since this gives deeper sheet pile penetration depth for granular soils, granular-cohesive soils, and cohesive ones in comparison with allowable stress method. It is noteworthy that changing the height of sheet pile does not affect the results. One of the main problems of classic methods is their assuming soil pressure before analyzing. In other words, soil pressure or mobilized strength in front of the sheet pile has not been obtained in analyses of the sheet piles, but it is used as input. Considering above, there is an ambiguity in designs applying the classic methods and makes the usage of new methods necessary in order to express soil pressure around the sheet pile. Therefore, it is attempted in the present study to investigate the necessity of mobilized strength design by numerical modeling using ABAQUS software. The condition of soil pressure around the sheet pile can be shown by using numerical method in Mobilized Strength Design. Numerical analysis is the difficulty of this method. Modeling is performed in both static and seismic conditions for silt soils (granular-cohesive). At the end, it is concluded that the classic design methods, which are more simple methods, have good results in static conditions and there is no obligation of using mobilized strength design method to analyze sheet piles in static conditions. However, it is advisable to apply mobilized strength design method in seismic conditions.