بخشی از مقاله
خلاصه
در اغلب موارد باری که توسط پی سطحی یک سازه تحمل میشود میتواند باعث نشست نسبی فزاینده شده و بر ساختمانهای مجاور نیز تاثیرگذار باشد. نشست نسبی بخشهای گوناگون یک ساختمان میتواند موجب خسارت به سازه فوقانی گردد. در این مقاله به بررسی تاثیر تنش های القایی، که از مجاورت ساختمان ها بر پی ساختمان وارد می شوند، بر نشست نسبی پی ساختمان ها پرداخته خواهد شد. همچنین عواملی که بر این نوع نشست تاثیر گذار است مانند عمق مدفون پی، ضخامت پی و عرض پی نیز بررسی خواهند شد. برای این منظور از نرم افزار مبتنی بر روش اجزا محدود استفاده می شود.
کلمات کلیدی: نشست نسبی، پی سطحی، تنش های القایی
1. مقدمه
زمانیکه دو ساختمان در کنار یکدیگر قرار میگیرند و خاک زیر پی دو ساختمان همگن و از یک جنس باشند دو نوع مشکل ممکن است برای پی بوجود آید: اولین مشکل بدلیل تداخل ناحیه ی گسیختگی است که منجر به کاهش ظرفیت باربری پی می شود که این بستگی به فاصله ی دو پی از یکدیگر دارد. مشکل بعدی که ممکن است رخ دهد افزایش نشست و همچنین افزایش نشست غیر یکنواخت پی است، که منجر به خرابی سازه می شود. روش های مختلفی برای کاهش نشست و افزایش ظرفیت باربری پی های سطحی متداخل وجود دارد که میتوان به استفاده از پی های عمیق مانند شمع و مسلح سازی خاک اشاره کرد.
Stuart [1] به بررسی تاثیر تداخل پی های سطحی بر ظرفیت باربری دو پی در مجاورت یکدیگر روی خاک همگن پرداخت و روابطی تئوری برای تعیین ظرفیت باربری پی های مشابه ارائه کرد. Das and Larbi-Cherif [2] به منظور تعیین ضرایب کارایی تداخل3، آزمایشاتی را با مدل آزمایشگاهی دو پی ممتد، که روی ماسه با عمق زیاد قرار گرفته بود انجام دادند. قضاوی و رمضان پور [3] روشی تحلیلی برای پیش بینی اثر تداخل بر ظرفیت باربری پی سطحی ارائه کردند، برای این منظور از یک روش مبتنی بر تعادل حدی برای تعیین ظرفیت باربری استفاده کردند. مطالعات مختلفی بر روی مقادیر حدی نشست نسبی انجام شده است. MacDonald and Skempton [4] مقادیر حدی برای بیشینه نشست، بیشینه نشست نسبی و بیشینه کج شدگی زاویه ای که جهت مقاصد ساختمانی میتواند استفاده شود ارائه کردند. Tokar and Polschin [5] ضریب خیز مجاز برای ساختمانها را به صورت تابعی از L - L/H طول و H ارتفاع ساختمان - تهیه نمودند. Bjerrum [6] مقادیر حدی کج شدگی زاویه ای - max - برای سازه های گوناگون پیشنهاد کرد.
شکل 1 نمونه ای از خرابی ساختمان قدیمی که در اثر مجاورت ساختمان بلند در شمال کشور بوجود آمده است را نشان می دهد. می توان مشاهده نمود در اثر نشست نسبی پی ساختمان کوتاه ترک هایی روی دیوار ساختمان و همچنین کج شدن لولای پنجره بوجود آمده است - شکل -1ب - با توجه به این نوع مشکلات که در شمال کشور که در آنجا رسوبات نرم اشباع به وفور یافت می شود و با توجه به خسارات بوجود آمده در ساختمان کوتاه و طرح شکایت برای کارفرمایان ساختمان های جدید باید تمهیدات لازم برای کاهش نشست نسبی پی ساختمان کوتاه در نظر گرفته شود، برای این منظور باید روشی برای کاهش تنش های القایی ساختمان جدید در خاک زیر ساختمان های قدیمی منظور شود. مطالعات محدودی بر روی نشست های القایی که در اثر تداخل دو پی در کنار یکدیگر بوجود می آید صورت گرفته است. در این مقاله نشست نسبی پی های سطحی در کنار یکدیگر تحت بارگذاری استاتیکی مطالعه گردیده است. تحلیل انجام شده به منظور بررسی اثر عمق مدفون پی، عرض پی و ضخامت پی بر نشست نسبی پی می باشد. در بخش دوم این مقاله مفهوم نشست نسبی ارائه شده است و مقدار حدی برای بوجود آمدن خسارت به سازه ارائه شده است. در بخش سوم این مقاله در مورد روش مدل سازی عددی و پارامتر های مقاومتی فرض شده برای خاک بحث شده است. در انتها نتایج تحلیل عددی و بررسی عوامل مختلف بر نشست نسبی پی به صورت گراف ارائه شده است.
.2 نشست نسبی
نشست نسبی بخشهای گوناگون یک ساختمان میتواند موجب خسارت به روسازه گردد. بنابراین تعریف پارامترهایی معین که نشست نسبی را کمّی نماید و بسط مقادیر حدی برای این پارامترها جهت عمل کرد ایمن دلخواه، حائز اهمیت است. Worth and Burland [7] پارامترهای مهم مربوط به نشست نسبی را خلاصه کردند. شکل 2 ساختمانی را به صورت شماتیک نشان میدهد که پیهای گوناگون آن در A، B، C، D و E نشست هایی داشته اند. نشست در برابر A، AA' و در B برابر BB' و... میباشد. نشست غیر یکنواخت - 6T - می تواند تفاوت بین هر دو نقطه باشد. دوران نسبی - - اثر نشست غیر یکنواخت هر دو نقطه به فاصله L قابل تعریف است. زاویه ی نشان داده در شکل 2 بیانگر دوران نسبی بین دو نقطه است.
