مقاله بررسی عملکرد تیرک مایل با استفاده از ابزاربندی گود در مجاور ساختمان همسایه

word قابل ویرایش
29 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

بررسی عملکرد تیرک مایل با استفاده از ابزاربندی گود در مجاور ساختمان همسایه
چکیده- حوادث بسیار زیادی ناشی از گودبرداری غیراصولی در مناطق شهری اتفاق میافتد. یکی از روشهای متداول گودبرداری در ایران، استفاده از تیرک مایل برای حفاظت از ساختمان مجاور گود است . در این مقاله با ابزاربندی گود محافظت شدهای با تیرک مایل ، راجع به عملکرد تیرکها شناخت خوبی به دست آمد. همچنین به منظور تصدیق نتایج رفتارنگاری گود، مدلسازی عددی دو بعدی انجام شد. نتایج به دست آمده از مکانیزم عملکرد تیرک مایل شناخت مؤثری ارائه میدهد. نتایج اندازهگیریها و همچنین تحلیل های عددی نشان میدهد بخشی از بار ساختمان همسایه از طریق تیرک مایل ، به کف گود منتقل و مقدار نشست قایم زیر پی کم شده و تیرک مایل به دلیل ایجاد قید جانبی موجب کاهش تغییر مکانهای افقی گود و دیوار ساختمان همسایه میشود. همچنین در این مقاله اثر پارامترهای مهم در عملکرد تیرکهای مایل بررسی شده است . در نهایت میتوان گفت این مقاله با معرفی یک مجموعه ابزاربندی و ابزار جدید ساخته شده در این تحقیق ، میتواند در گسترش ابزار مورد استفاده در رفتارسنجی گودبرداریها، نقش مؤثری ایفا کند.
واژگانکلیدی: گودبرداری، تیرک مایل ، ساختمان مجاور، اندازهگیری میدانی.

١- مقدمه
طراحیهای ژئوتکنیکی همواره بر اساس فرضیات زیادی انجام میگیرد. اندازهگیریهای میدانی با ابزاربندی محل ، امکاناتی را در اختیار قرار میدهد که با وجود محدودیت های ناشی از تغییرات ذاتی خاک و ناشناخته بودن رفتار آن، بتوان طراحی ایمن و کارامدی داشت . در نتیجه ابزاربندی در مطالعات حرفه ای و تحقیقات ژئوتکنیکی نقش مهمی دارد. با گسترش ساخت و ساز در مناطق شهری ، گودبرداری در کنار ساختمانها افزایش چشمگیری داشته است . با انجام گودبرداری به دلیل تغییرات وسیع توزیع تنش ، تغییرشکل هایی در توده خاک و ساختمانهای مجاور گود اتفاق میافتد. در گودبرداریهای شهری ، کنترل تغیر شکل های ایجاد شده در خاک و سازههای مجاور، به دلیل احتمال بروز آسیب در ساختمانها همواره موضوع مهمی است . از طرفی طراحی بهینه و ایمن سازهی نگهبان، مستلزم شناخت عملکرد و نیروهای وارد بر آن میباشد. یکی از روشهای سنتی حفاظت از گود در ایران، استفاده از تیرک مایل است [١].
شکل (١) نشانگر طرح شماتیکی از این روش است . از آنجا که این روش در کارهای عملی به کار میرود، شناخت آن و تعیین معایب و مزایا و همچنین محدودیت ها و محدودهی مناسب کاربرد آن ضروری است . مطالعات عددی و نظری زیادی در این خصوص صورت گرفته و شناخت اولیه مکانیزم عمل تیرکهای مایل و نیز نیروهای وارد بر آن مبتنی بر مطالعات عددی است [٢]، [٣]، [۴]. بر اساس تحقیقات عددی انجام شده مکانیزم عملکرد تیرک مایل در گودبرداریهای سنتی مجاور ساختمان همسایه به
صورت زیر پیشنهاد میشود:
الف – بخشی از بار ستون یا دیوار کناری ساختمان همسایه از طریق تیرک مایل به کف گود منتقل و بار کم تری به خاک زیر پی وارد میشود، بنابراین مقدار نشست قایم زیر پی، کاهش مییابد. ب- تیرک مایل به دلیل ایجاد قید جانبی موجب کاهش تغییر مکانهای افقی گود و ساختمان همسایه میشود. همانطور که در ادامه تشریح میشود، کاهش تغییرمکان افقی در عملکرد تأثیر مهمی دارد.

شکل (١) طرح شماتیکی از روش گودبرداری با تیرک مایل
یکی از اهداف مقاله ی حاضر، بررسی مکانیزمهای (الف ) و (ب ) مندرج در بالا با اندازهگیریهای میدانی است . اگر گودبرداری موجب تغییر شکل بیش تر از مقدار مجاز در ساختمان همسایه شود، موجب صدمه به آن میگردد.
دیدگاه سادهی کنترل تغییر شکل ساختمان، که فقط بر اساس کنترل نشست قایم قرار دارد، برای مطالعه مکانیزم عملکرد تیرکهای مایل در گودبرداریها نیست . ساختمانی که در مجاورت گود قرار دارد، علاوه بر تغییر مکان قایم ، دچار تغییر مکان افقی نیز میشود. این تغییر مکان افقی به خصوص در حالت غیریکنواخت ، به تنهایی برای صدمه زدن به ساختمان کافی است . بنابراین کنترل تغییر شکل با کنترل نشست قایم و تغییر مکان افقی ساختمان ضروری است [١]. بر اساس مطالعات بوسکاردین و کوردینگ و برلند آسیب های ایجاد شده در ساختمان مجاور گود، تابعی از کرنش های افقی ایجاد شده و نشست ساختمان بوده و محدود کردن کرنش افقی نیز برای کاهش آسیب به ساختمان مؤثر است . شکل ٢ نشانگر نمودارهای ارائه شده به وسیله بوسکاردین و کوردینگ و برلند است . در مطالعات انجام شده درجه ی آسیب وارد بر ساختمانها از«قابل صرفنظر» تا «خیلی شدید» تقسیم شده است [۵]، [۶].
در خصوص مکانیزم عملکرد تیرکهای مایل متداول در ایران، تاکنون مطالعات و اندازهگیری میدانی صورت نگرفته است . با رفتارنگاری در گودبرداری ، میتوان تأثیر آنرا روی سازههای مجاور بررسی کرد و نسبت به ایمن بودن آنها و نیز دیوارهی گود و همچنین در خصوص مکانیزم عملکرد تیرکها اظهار نظر نمود. مطالعات حاضر به عنوان بخشی از تحقیقات گسترده در خصوص گودبرداری با تیرک مایل به تجربیات اندازهگیری میدانی و جزئیات آن میپردازد. با توجه به این که نحوهی اتصال تیرک مایل به فونداسیون ساختمانهای مجاور از یک سو و به فونداسیون خود تیرک از سوی دیگر در عملکرد و بارگیری تیرکها تأثیر زیادی دارد و این اتصالها در اجرا غالبا نامناسب بوده و با شفته یا گچ صورت میگیرد، نتایج حاصل از مطالعات فقط شامل شرایطی است که پی صحیحی برای تیرک، اجرا شده و اتصال آن با ساختمان مجاور به صورت صحیح و بر اساس توصیه های ارائه شده [١] باشد.
دو هدف اصلی در مقاله ی حاضر پیگرفته میشود: ١- مجموعه ای از ابزار برای گودبرداری سنتی در مجاور ساختمان همسایه ارائه گردد. ٢- مکانیزمهای نظری (الف ) و (ب ) که برای گودبرداری سنتی با توجه به مطالعات عددی در گذشته به دست آمدهاند، در اندازهگیری محلی تأیید شود.
٢- مشخصات پروژه
در این تحقیق گودی که با تیرک مایل محافظت شده، انتخاب شده است و با ابزاربندی آن سعی شده تا شناخت بهتری در رابطه با این روش حفاظت گود، به دست آید.
شکل ٣ نشانگر تصویر کلی از گود مورد نظر است . مساحت گود مورد نظر ١۴×٢١ مترمربع و عمق آن ٣.۵ متر زیر تراز پی ابنیه ی مجاور میباشد. در ضلع شرقی گود که ٢١ متر طول دارد، ساختمان مسکونی یک طبقه دارای اسکلت دیوار باربر با کلاف بتنی و در ضلع شمالی گود با ١۴ متر طول، دیوار آجری به ارتفاع ٣ متر و ضخامت ٣۵ سانتیمتر و در ضلع غربی یک ساختمان مسکونی دو طبقه دارای اسکلت بتنی قرار داشت . تعداد تیرکها در هر وجه در شکل ۵ مشخص است و فاصله تیرکها به طور متوسط ٣.۵ میباشد.
خاک محل پروژه اغلب ماسه ای و در بعضی موارد با سنگدانه های درشت تر تا قطر حداکثر ۵٠ میلیمتر با تراکم بالاست . خصوصیات ژئوتکنیکی پروژه مورد نظر در جدول ١ ارائه شده است . سیستم سازهی نگهبان گود فقط تیرکهای مایل متصل به دیوار ساختمانهای مجاور است .

شکل (٢) معیار آسیب ساختمان ارائه شده به وسیله (الف ) بوسکاردین و کوردینگ [۵]، (ب ) برلند [۶]

تیرکهای مورد استفاده دارای مقطع فولادی قوطی و به ابعاد ١۴ × ١۴ سانتیمتر و با ضخامت ۵ میلیمتر است .
٣- انتخاب و نصب ابزار
سیستم کامل رفتارسنجی در گودبرداری با استفاده از تیرک مایل ، شامل ابزار ثبت تغییرشکل های ایجاد شده در دیوارهی گود، زمین های مجاور گود و تغییرشکل های ایجاد شده در ساختمانهای مجاور گود است . همچنین سیستم ابزاربندی باید دربرگیرندهی تغییرات نیروهای ایجاد شده در تیرک مایل باشد. در گود موردنظر نیز سعی شده است ابزار به نحوی انتخاب شوند که پاسخگوی سؤالات موردنظر دربارهی نحوهی عملکرد تیرکها باشند و بتوان با آنها متغیرهای لازم را در مراحل گودبرداری ثبت نمود.
روشهای مورد استفاده برای ثبت دادههای مورد نظر شامل دو بخش اندازهگیری تغییر شکل های دیوارهی گود و اندازهگیری نیروهای ایجاد شده در تیرکهای مایل است .
جدول ٢ بیانگر مراحل گودبرداری و نصب تیرکها طی روزهای گودبرداری است .

شکل (٣) تصویر کلی از گود مورد مطالعه و تیرکهای مایل

٣-١- اندازهگیری تغییر شکل
روشهای مختلفی برای اندازهگیری تغییر شکل ها در پروژههای ژئوتکنیکی وجود دارد. از این میان میتوان به انحراف سنج ها و اکستنسومترها اشاره کرد. یکی از روشهای متداول و با قدمت زیاد در اندازهگیری تغییر شکل ها، روش نقشه برداری است که تاکنون در بسیاری از پروژههای ژئوتکنیکی استفاده شده و نتایج قابل اعتمادی ارائه کرده است . در این روش میتوان تغییرشکل زمین ، دیواره و هر نقطه در دسترسی را به دست آورد.
اندازهگیریها از نقطه ی مبنا انجام میشود. نقاط مبنا و یا بنچ مارکها١ که روی نقطه ی ثابتی در اطراف محل مورد نظر نصب میشوند، شامل میلگرد فولادی ۴٠ سانتیمتری کاشته شده در داخل استوانه ای بتنی به قطر ۵٠ سانتیمتر و عمق ۵٠ سانتیمتر در نقطه ی ثابت و با فاصله از محل گودبرداری است . دقت حاصله در استفاده از این روش، با توجه به دقت ابزار مورد استفاده و نیروی انسانی، میتواند از mm ١٠ تا mm ٠.١ باشد [٧]. دقت دوربین نقشه برداری برابر mm ١ بوده که به دلیل برداشت مختصاتی از سه بنچ مارک، این دقت سه برابر میشود. روش مورد استفاده برای پایش تغییرشکل های ایجاد شده در اثر گودبرداری در این تحقیق ، استفاده از روش برداشت مختصات هندسی نقاط با استفاده از دوربین توتال استیشن لیزری پنتاکس ٢ است .
این نوع از دوربین ها که در واقع نوعی تئودولیت ٣ الکتریکی همراه یک فاصله سنج الکتریکی میباشند، قابلیت ارائه ی مختصات هر نقطه ی نامشخص را همراه فاصله و زاویه آن نسبت به نقطه ی مبنا (بنچ مارک) دارا است . در این ۴ دوربین ها که اندازهگیری با استفاده از روابط مثلثاتی و مثلث بندی ۵ انجام میشود، خطاهای حاصل از اندازهگیری و مثلث بندی دستی که در استفاده از دوربین تئودولیت وجود دارد، به طور کامل حذف میشود. برای اندازهگیری با دوربین های توتال، در نقاط مورد نظر رفلکتور نصب و تغییرشکل ها در سه جهت ثبت میشوند [٨]. رفلکتورهای نصب شده، برچسب های ۵×۵ سانتیمترمربعی بوده و روی سطح صاف، با دقت زیاد و رو به سمت بنچ مارک نصب میشوند. شکل ۴ نشانگر نمونه ای از نقاط مورد نظر است .
ثبت تغییرشکل ها با دوربین به روش مختصاتی صورت میگیرد. برای تأمین دقت مورد نیاز از سه عدد بنچ مارک ثابت به صورت مثلثی استفاده میشود که هر بار دوربین در بنچ مارک اول سانتراژ و به سمت بنچ مارک دوم قراولروی شده و به وسیله ی مختصات بنچ مارک سوم کنترل سانتراژ میشود و خطاهای احتمالی سرشکن میشوند. شکل ۵ نشانگر تصویر ابزاربندی شدهی گود و نقاط مشخص شده با شمارهی آنها برای ثبت دادههاست . قرائت تغییر شکل ها با دوربین به صورت روزانه انجام گرفت .

٣-٢- اندازهگیری نیرو
ابزار مختلفی برای حصول داده در پروژههای ژئوتکنیکی استفاده میشود. ابزار مورد استفاده اغلب به دو بخش سیستم مکانیکی و سیستم الکترونیکی تقسیم میشوند. به منظور بررسی عملکرد تیرکهای مایل در گود، تیرکها، ابزاربندی و نیروی وارد بر آنها اندازهگیری میشود. دو گروه ابزار برای اندازهگیری نیروی تیرکها وجود دارد:
سلولهای بار و کرنش سنج ها. سلولهای بار و یا همان نیروسنج ها به ابزاری گفته میشود که در مسیر انتقال نیرو قرار میگیرد و به صورت مکانیکی و یا الکترونیکی نیروی وارد شده را به دست میدهند.
در حالیکه کرنش سنج به ابزاری اطلاق میشود که روی سطح چسبانده میشود و با نیروی وارد بر جسم تغییر شکل میدهد و اساسا به دو نوع الکتریکی و تار مرتعش وجود دارد [٧]. در این تحقیق که ثبت نیروهای ایجاد شده در تیرکها در مراحل گودبرداری در نظر بوده است ، از کرنش سنج های الکتریکی استفاده شد. کرنش سنج ها به دلیل سهولت استفاده، صرفه ی اقتصادی نسبت به نیروسنج ها و نیز صحت نتایج حاصله در بسیاری از تحقیقات استفاده شدهاند [٩]، [١٠].
٣-٢-١- استفاده از کرنش سنج الکتریکی
گیج های کرنش سنج الکتریکی کاربرد گستردهای در اندازهگیری نیروها دارند. اساس کار کرنش سنج های الکتریکی تغییر طول برابر با تغییر طول جسمی است که روی آن چسبانده میشوند و با تغییر طول مقاومت الکتریکی آنها تغییر میکند. گیج کرنش سنج

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 29 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد