بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به طراحی سازه های دیوار حائل در برابر زلزله با استفاده از میزان جابه جایی آن تحت بار لرزه ای میپردازد. روابطی که جابه جایی ماندگار افقی در امتدادسطوح شکست پیش بینی میکند مانند روش های نیومارک و انواع اصلاح شده ی آن می توان استفاده کرد. با استفاده از نرم افزار FLAC7.0 تمام پارامترهای مختلفی که در جابهجایی اثرگذار هستند مثل هندسهی دیوار، ارتفاع و عرض پایهی آن، نوع خاک برای خاکریز و رکورد شتاب زلزله مورد بررسی قرار گرفتند و با روش های ساده ی نیومارک و آیین نامه اروپا مقایسه شدند تا ارتباطی بین میزان جابهجایی و عوامل موثر آن بتوان برقرار کرد. در نهایت به یک رابطه ی تجربی برای تخمین میزان جابهجایی ماندگار دیوار تحت بار لرزهای بر اساس عرض و ارتفاع دیوار، نوع خاکریز و شدت آریاس رسید.
-1 مقدمه
دیوار های وزنی جز قدیمیترین سازههای نگهدارنده هستند و طراحی آنها تحت بار ثقلی از منظر مهندسی نسبتا کار راحتی میباشد. مشاهدات پس از زلزله و نتایج تست های تجربی نشان میدهد پیش بینی جابهجایی های پسماند و مود شکست غالب تحت بار زلزله هنوز یک چالش جدی برای روشهای طراحی و تحلیلی حال حاضر میباشد. در حالی که مهندسان میتوانند با دانستن میزان جابهجاییهای پسماند و میزان دوران دیوار ثقلی ناشی از زلزله، طراحی های خود را در سطح عملکرد معین و با الگوهای شکست مطلوب مانند مکانیزم منعطف شکست لغزشی انجام دهند. روش های ارزیابی جابهجایی پسماند دیوار ثقلی در حین سقوط دو دسته اصلی میباشد:
· جابهجایی بر اساس تکنیک های تحلیلی ساده شده که سیستم جابهجایی اجسام صلب را در امتداد سطوح شکست بالقوه پیش بینی می کند.
· جابهجایی بر اساس روش های عددی که با توجه به خواص غیر خطی خاک، الگوی تنش و کرنش ها را از طریق المان محدود - روش تحلیل تنش -کرنش - بدست میآورد.
روش اول به دلیل سهولت اجرا بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد، مثل روشهای طراحی بر اساس جابهجایی مجاز روش بلوکهای لغزنده نیومارک و دیگر انواع بهبود یافتهی آن. در زیر یک تعداد روابط ساده شده برای محاسبه ی میزان جابهجایی ذکر شده که در این مقاله سعی شده بین این روابط و نتایج بدست آمده از نرم افزار تجاری FLAC 7.0 مقایسهای صورت گیرد.
-2 مطالعات پارامتری و شرح مدل عددی
برای این مطالعه 17 مدل که با 10 شتاب مختلف واقعی مورد آنالیز قرار گرفت طراحی شد. مدل ها در نرم افزار FLAC 7.0 طراحی و با آنالیز غیر خطی تاریخچه طمانی مورد تحلیل قرار گرفتند. در نرم افزار FLAC 7.0 هر مدل با توجه به اطلاعات پایه خودش نام گذاری و به نمایش گذاشته میشود که نمونهی آن به این صورت است:
نام مدل→ رکورد خاکریز نوع عرض پایه متر ارتفاع دیوار متر همانطور که مشاهده میشود خصوصیات هر دیوار در اسم مدل آن گنجانده شده که شامل ارتفاع دیوار و عرض پایه و نوع خاکریز پشت آن و همچنین رکورد شتاب مورد آنالیز هم در نامگذاری شرکت دارد.
-3 هندسه ی دیوار
همانطور که در شکل 1 مشاهده میشود، دیوار ذوزنقه ای با عرض ثابت 0.5 متر در بالا و عرض پایه و ارتفاع متغیر در نظر گرفته شد. نوع خاکریز هم بین خاک نوع B1 یعنی ماسه سست و نوع B2 یعنی ماسه متراکم انتخاب شد و خاک فونداسیون هم از همان نوع B2 در نظر گرفته شد. برای انتخاب هندسه ی دیوار از یک طرف سعی شده هندسه از بین طیف وسیعی از موارد کاربردی انتخاب شود و از طرفی فقط مواردی که دارای شرایط آیین نامه اروپا EN 1997-1 بودند انتخاب شود.
شکل .1 هندسه ی دیوار و طراحی براساس فاکتور اور دیزاین لغزش
-4 نوع خاک و مدل های تشکیل دهنده
همانطور که در شکل2 نشان داده شده دو نوع خاک درشت دانه برای خاکریز درنظر گرفته شده ماسه شل و ماسه متراکم. خاک فونداسیون هم که لایه ی زیر پایه ی دیوار است از ماسه متراکم تشکیل شده است. خاکریز و خاک فونداسیون به عنوان یک واسطه ی غیر خطی با قانون شکست برشی طبق Darendeli و با معیار شکست موهر- کولمب مدل شده است. لایههای پایه و دیوار با فرض مواد الاستیک و خطی مدل سازی شدندکه در جدول 1 آمده است.لایه های خاک با خصوصیات ژئوتکنیکی ثابت طبق شکل 2 نشان داده شده و خاک خشک در نظر گرفته شد
