عنوان پایان‌نامه
بررسی و بهسازی روش فنر معادل p-y برای مدلسازی اندرکنش خاک و سازه در اسکله شمع و عرشه و آنالیز حساسیت روش
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1364;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44213
- تاریخ دفاع
- ۲۲ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- محمدسجاد فیاضی
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- هدف اصلی در این پایان نامه تلاش در اصلاح مشخصات فنی مدل ساده فنر غیر خطی برای در نظر گرفتن پدیده اندرکنش خاک و سازه با توجه به رفتار غیرخطی واقعی این مدل در راستای بهبود نتایج تحلیل می¬باشد. بدیهی است یکی از مهمترین قسمتهای هرسازه پی آن است، زیرا محل انتقال نیرو از زمین به سازه است. این بخش در سازه¬های بزرگ اهمیت دو چندان پیدا میکند. امروزه روش¬های زیادی برای مدل کردن اندرکنش خاک و سازه وجود دارد، البته مدلسازی دقیق این اندرکنش پیچیده است. در پروژه¬های واقعی و کاربردی به دلیل پیچیدگی مسئله و همچنین زمان بر بودن آن معمولا از اندرکنش خاک و سازه صرفنظر می¬کنند و یا آن را بسیار ساده فرض میکنند. در حقیقت برای مهندسین سازه مدلسازی سازه اصل قلمداد می¬شود ومعمولا دقت در جزئیات رفتار خاک در مدل زیاد مطرح نیست، به عنوان مثال اندرکنش غیر خطی خاک و سازه را با فنر الاستیک مدل می¬کنند که در این حالت از اندرکنش غیر خطی سازه و زیرسازه به طور غیر واقعی جلوگیری می¬شود. در این پایان نامه هدف ارزیابی مشکل مورد اشاره در خصوص اسکله¬ها که یکی از انواع مهم سازه¬های بزرگ در کشور هستند می¬باشد. در ایران اغلب اسکله¬ها به صورت شمع و عرشه طرح و اجرا می¬شوند و طبعا یکی از مسائل مهم این سازه¬ها با توجه به ماهیت رفتاری آنها اندرکنش خاک و سازه است. نکته دیگر اینکه نرم افزار¬های حرفه ای موجود اغلب یا خاک را به صورت نسبتا دقیق مدل می-کنند و یا سازه را با جزئیات دقیق مدل می¬کنند و در حال حاضر نرم افزاری حرفه ای که تواما هم خاک را و هم سازه را به صورت دقیق مدل کند به صورت کاربردی موجود نیست. از آنجا که هدف اصلی آنالیز سازه است لذا نرم افزارهای سازه¬ای بیشتر استفاده می¬شوند که در مدلسازی خاک چندان توانمند نیستند (نرم افزارهای توانمند در این زمینه از نظر کاربرد پیچیده اند) وطراحان برای مدلسازی خاک از روش فنر معادل معادل استفاده می¬کنند. روش فنر معادل معادل یکی از ساده ترین وتقریبا رایج ترین روشها برای مدلسازی اندرکنش خاک و سازه است.در این پژوهش اندرکنش خاک و سازه در اسکله¬¬های شمع و عرشه ابتدا به روش ساده فنر معادل معادل و سپس به روش دقیق تفاضل محدود مدل می¬شود و درمرحله بعدی علل اختلاف نتایج با توجه به تاثیر پارامترهای مختلف ریشه یابی شده ودقت روش فنر معادل بررسی می¬گردد. پس از آن به آنالیز حساسیت در روش فنر معادل پرداخته می¬شودتا میزان تاثیر موارد دخیل (پارامترهای موثر) در دقت نتایج آن مشخص گردد. در این بخش به چند مشخصه اصلی نظیر فاصله و تعداد و قطر شمع با دقت بیشتری پرداخته خواهد شد، در ادامه این پژوهش به طور مشخص به جزئیات تاثیرگذار در روش فنر معادل معادل از جمله سختی فنرو پارامترهای موثر بر آن پرداخته شده وسعی می¬شود موارد کاهش دقت ریشه یابی شده ودر نهایت سعی می¬گردد اصلاحاتی با حفظ رفتار غیر خطی خاک در مدل فنر معادل پیشنهاد گردد. البته تلاش می¬شود ضمن حفظ سادگی و کاربردی بودن روش، اصلاحات مذکور دقت را تا حد قابل قبولی بالا ببرند.
- Abstract
- One of the greatest challenges for designing of pile supported wharf is their foundations. Hence, the method in which soil pile interaction is considered, is so important in foundation designing and analysis. There are several methods in codes for analyzing and designing of this interaction. Obviously codes’ methods are applicable and rather simple .In most cases this simplicity and applicability causes a reduction in accuracy. P-y method is one of the most common methods for soil pile interaction which is recommended in many codes such as API[10]. This method has some serious deficiency, especially in dynamic analysis . In this research , first, with a parametric study the accuracy of p-y method for pile groups is examined versus some of the main structural characteristics of pile group (pile spacing, pile diameter, number of spans and maximum acceleration) in order to seismic evaluation of the pile groups. Finite Difference Method (FDM) and p-y method are used for evaluating piles maximum bending moment, lateral displacement , shear forces and axial force in different models with different properties. After these evaluations, a new improvement for decreasing API p-y method error is suggested and examined in this research. In this in solution, the principals and formulation of API method aren’t changed, But the best depth from ground level for placing first spring in which p-y method has less error is suggested versus pile embedded length.
