عملکرد پی ها در هنگام زلزله
TRANSCRIPT
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
اث�ر در زمين جابج�ايی پتانس�يل ک�ه س�اختگاههايی در ه�ا پی غالب�ا ن�دار�د، ع�ملک�رد خ�وبی ر�وانگ�رايی وج�ود ي�ا لغ�زش گس�لش،� زمي�ن
دارند.گس�لها در م�واقعی ک�ه نيروه�ای وارد ش�ده ب�ر س�نگهای س�ازنده پوس�ته در �ص�ورت ب�اش�د�، �بوج�ود� می �آ�ين�د. آنه�ا� تحم�ل� ا�ز ح�د بيش ز�مي�ن زي�ر ض�رو�ری ع�ات اط�ال� م�ورد �م�طالع�ه، در �س�اختگا�ه� و�ج�و�د گس�ل
است:درج�ه فع�اليت گس�ل ب�ر اس�اس س�ن آخ�رين ح�رکت گسل•نوع گسل بصورت امتداد لغز، عادی، معکوس•جهت ح�رکت گس�ل در ارتب�اط ب�ا هندس�ه و م�وقعيت ساختمان•ان�دازه جابج�ايی ه�ای ق�ائم و افقی ب�ر مبن�ای س�طح خط�ر انتخ�ابی •
برای زلزلهطول و عرض منطقه خردشده گسلی•
عوامل موثر در خرابی پی ها در هنگام زلزله
بررس�ی ه�ا ب�ر اس�اس ش�واهد گس�يختگی ه�ا در حين زلزل�ه نش�ان می� ده�د ک�ه �ع�وا�م�ل� زي�ر� بص�و�رت ج�دا�گان�ه �و ي�ا ت�وا�م م�ی ت�وان�د
باعث خرابی پی ها گردد:مش�کالت مرب�وط ب�ه مق�اومت برش�ی: ناش�ی از اض�افه ب�رآورد •
م�ق�اومت بر�ش�ی، ک�اهش� مق�ا�ومت بر�ش�ی ب�ر اث�ر و�ق�وع �روان�گ�رايی م�ی اث�ر� �وق�وع� �زلز�ل�ه ب�ر حس�اس� رس�ها�ی� مق�ا�ومت� و �ک�اه�ش
باشد. باره�ای س�ازه ای اض�افی و ش�رايط اعم�ال تنش بيش�تر حاص�ل از •
بار�ه�ای �زلزل�ه�: �ب�دين� �ص�ورت� ک�ه ب�ا ا�عم�ال �ب�ار �ج�انب�ی� حاص�ل ا�ز ز�لز�ل�ه و� ت�حمي�ل ک�ش�ش �و� �فش�ار� �ب�ر پ�ی�، با�ره�ا و� �تنش�ه�اي�ی بيش�تر ب�ر �پ�ی �ا�عم�ال� م�ی �گ�رد�د� ک�ه� �خ�ود �آنه�ا� می �ت�وا�ن�د ب�ا�ع�ث� �مش�کالت
توان باربری گردد.
عوامل موثر در خرابی پی ها در هنگام زلزله
تغي�يرات در وض�عيت س�ايت: ب�ر اث�ر وق�وع زلزل�ه •ممکن اس�ت س�طح آب زيرزمي�نی و فش�ار آب رخ جابجاييه�ای س�طحی و ک�رده تغي�ير منف�ذی
دهد.
چگونگی خسارتها در پی های منفرد در هنگام زلزله
توان باربری خاک
با در نظ�ر گ�رفتن باره�ای زلزل�ه در ط�راحی ب�ه روش درص�د مق�اومت مص�الح 33تنش�های �مج�از، �اف�زايش�
ش�ود. � ت�وص�يه �می� خ�ا�ک ب�اربری� �مج�از� ت�وان� و� �ي�آ� رع�ا�يت اين �دس�تورا�لعمل در م�و�ارد زي�ر ص�ادق است:
بس�تر متش�کل از ت�وده س�نگها باش�د ک�ه پس از وق�وع •زلزله سالم و دست نخورده باقی بماند.
تش�کيل • م�تراکم ي�ا خيلی م�تراکم از خاکه�ای بس�تر شده باشد.
بس�تر از خاکه�ای پيش تحکيم يافت�ه رس و ي�ا خاکه�ای •رس از نوع سفت تا سخت باشد
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
مدلس�ازی رفت�ار غ�ير خطی خ�اک ب�ا در نظرگ�رفتن ي�ک رفت�ار ب�رای پ�ذيرد. االستوپالس�تيک مع�ادل در� تحلي�ل ص�ورت� می� تع�يين �مق�دار د�ر ا�طمين�ا�ن ع�دم اث�ر� دا�ش�تن م�لح�وظ پا�رامتره�ای مع�ر�ف رفت�ار خ�اک� در �تحلي�ل و ن�ي�ز تغي�ير مق�ادير اين� پارا�متره�ا در حين وق�وع� زلزل�ه، الز�م اس�ت ک�ران�ه ه�ای نظ�ر� گرفت�ه در پ�ی و مق�ا�ومت ب�رای س�خت�ی پ�ايي�نی و ب�ا�ال
شود.پی ه�ای س�اختمان باي�د ح�تی المق�دور ب�ر روی ي�ک س�طح افقی س�اخته �ش�ود و �در م�واردی� ک�ه ب�ه �علت� ش�يب زم�ين و ي�ا عل�ل ديگ�ر اح�د�اث ه�م�ه آن�ه�ا د�ر ي�ک ت�راز م�يس�ر نم�ی ب�اش�د، باي�د ه�ر
قسم�ت از آنها� بر رو�ی ي�ک سط�ح افقی قر�ار �داده شو�د.
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
اولي�ه برش�ی م�دول باي�د ابت�دا پی، برای محاس�به س�ختی از رابطه زير محاسبه گردد: (G0خاک )
مدول برش�ی اولي�ه را می ت�وان ب�ا اس�تفاده از آزمايش�های در برش�ی م�وج س�رعت گ�يری ان�دازه و ژئوس�ايزميک
کرنشهای کوچک بدست آورد.در ص�ورت ع�دم امک�ان انج�ام آزم�ايش، م�دول برش�ی می از رواب�ط ب�رخی از ژئوتکني�ک متخص�ص تايي�د ب�ا توان�د
جمله رابطه صفحه بعد بدست آيد:
g
VG s
2
0
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
03/1
6010 )(4375 NG
مدول برشی اوليه بر حسب کيلو پاسکال
مقاومت نفوذ استاندارد نرماليزه شده SPTدر آزمايش
تنش موثر در عمق مورد بررسی بر حسب کيلوپاسکال
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
مدول برش�ی خ�اک ک�ه ب�ا اف�زايش ک�رنش، ک�اهش ح�داکثر ش�تاب اس�اس ب�ر توان�د می ياب�د می ش�ود زده تخمين زي�ر بص�ورت زمين س�طح
(G/G0) طبقه بندینوع زمين
g max=0g max=0.1g max=0.4g max=0.8
I1.001.001.001.00
II1.001.000.950.9
III1.000.950.750.6
IV1.000.900.500.1
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
در • ژئوتکني�ک مطالع�ات قبال ک�ه ص�ورتی در اين در مزب�ور پارامتره�ای و انج�ام س�اختگاه مق�ادير از باي�د باش�د، ش�ده ب�رآورد مطالع�ات
واقعی استفاده نمود.برای مق�ادير مرب�وط ب�ه ش�تاب ح�داکثر م�وثر بين •
مق�ادير ارائ�ه ش�ده، می ت�وان درون ي�ابی خطی نمود.
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
بر اس�اس س�ختی نس�بی ش�الوده و خ�اک زي�ر آن، زي�ر از س�ه روش باي�د توس�ط يکی س�ختی پی
محاسبه گردد: در م�ورد ش�الوده ه�ای س�طحی ک�ه روش اول:•
نس�بت ب�ه خ�اک زيرش�ان ص�لب هس�تند می ت�وان از م�دل ف�نر غ�ير درگ�ير ب�رای م�دل س�ازی س�ختی
پی استفاده کرد.
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
در م�ورد پی ه�ای کم عمقی ک�ه نس�بت ب�ه روش دوم:•ي�ا م�دل� س�ازی �خطی ن�يس�تن�د، زي�رش�ا�ن ص�لب خ�ا�ک غ�ير خطی� رف�ت�ار� خ�اک د�ر ز�ي�ر ش�ا�لوده می �توا�ن�د ب�ه و�ي�نک�ل�ر م�دل اس�تفاد�ه �از ب�ا مح�د�و�د اج�زا�ی ر�و�ش ص�و�رت� پ�ذير�د.� �مح�اس�به م�ق�د�ا�ر س�خت�ی� فن�ر�ه�ای ق�ا�ئ�م گس�ت�رده� �يکن�و�اخت� �باي�د� �ب�ا �تق�س�يم� س�خ�تی� ق�ا�ئم �ک�ل ب�ر� مق�د�ار� س�خ�ت�ی �ف�نره�ای � گ�ير�د�. ش�ا�لو�ده� �ان�ج�ا�م س�طح� ت�ق�س�يم� �س�خت�ی � ن�يز �ب�ا� گ�س�ت�ر�ده �ي�کن�وا�خ�ت� چر�خ�ش�ی
چر�خش�ی ک�ل� پ�ی ب�ر م�م�ا�ن� �اي�نر�س�ی س�ط�ح تم�اس خ�اک و� پی� در� جهت ب�ارگذ�اری� خمشی� بد�ست می� آيد.
عملکرد پی ها در هنگام زلزله
ک�ه روش س�وم:• کم عمقی ه�ای پی م�ورد در پ�ذير هس�تند انعط�اف ب�ه خ�اک زيرش�ان نس�بت درگ�ير غ�ير م�دل ي�ک از توان�د می پی س�ختی وينکل�ر ب�ر اس�اس تئوريه�ای ش�ناخته ش�ده ت�ير ي�ا ورق روی بس�تر ارتج�اعی ب�ا س�اتفاده از ض�ريب بس��تر( العم��ل عکس ( بس��تر واح��د ف��نری محاس�به گ�ردد. ض�ريب ف�نری واح�د بس�تر ب�رای پی ه�ای انعط�اف پ�ذير از رابط�ه زي�ر بدس�ت می
آيد:)1(
3.1
B
GK sv
نکات کلی
پی ه�ای س�طحی باي�د ب�ه نح�و مناس�بی توس�ط ش�ناژهايی •ح�داقل� فش�ار�ی ي�ا� ن�يروی �ک�شش�ی� دارای �ت�حم�ل ک�ه
درص�د� �ن�يرو�ی ق�ائم� س�ت�ون (� �ه�س�ت�ند ب�ه ي�ک�ديگر 10)� �مع�اد�ل� بسته شوند.
در ص�ورت ت�رکيب باره�ای م�رده، زن�ده و زلزل�ه، تنش�های •ت�وان اين 33مج�ا�ز خ�اک �را م�ی ک�ه دا�د اف�زاي�ش �درص�د
نمی ص�ا�د�ق دا�ر و �م�س�ئله� خا�که�ای �ض�ع�يف م�و�رد �ب�رای باشد.
باره�ای • تحم�ل در ه�ای س�طحی، ض�عف پی اش�کاالت از ج�انب�ی و �ب�رکنش حا�ص�ل از ني�روه�ای ق�ائم� و ج�انبی زلزل�ه ا�س�ت� �ک�ه د�ر �ا�ي�ن �خص�و�ص �پی �ه�ای عم�ي�ق� عملک�رد منا�س�ب
تری دارند.
نکات کلی
در بيش�تر ح�االت، انتخ�اب سيس�تم پی ب�رای س�ازه ای ک�ه •ت�حت بارگ�ذ�ار�ی زلزل�ه �و�اق�ع م�ی ش�ود �ب�ا� ح�الت�ی ک�ه ف�ق�ط زي�را ن�دارد� ت�ف�اوتی� اس�ت، ا�س�تات�ي�کی ب�ارگ�ذاری� ت�ح�ت ني�روه�ای نا�ش�ی از �زلزل�ه،� در� نه�ا�يت ت�ب�ديل� ب�ه نير�وه�ای
افق�ی �و قائم �و ني�ز گش�تاو�ر د�ر �ترا�ز پی م�ی� گردند.برای نيروه�ای رو ب�ه ب�االی ب�زرگ ممکن اس�ت اس�تفاده •
شمعها ضروری باشد.خط�ر روانگ�رايی ک�ه عموم�ا ب�رای نهش�ته ه�ای س�طحی •
س�س�ت مط�ر�ح اس�ت، در� ص�ورت و�ق�وع، س�رويس دهی پی را با مشکل مواجه می کند.
نکات کلی
پی ه�ای منف�رد تحت نيروه�ايی بيش�تر از نيروه�ای مرب�وط ب�ه •بار�ه�ای �ق�ائم ق�رار �می گي�رن�د ک�ه ب�ا ت�وج�ه� ب�ه� هندس�ه م�ح�دود و عم�ق �س�طحی� مرب�وط ب�ه ا�س�تقرار �آنه�ا� احت�م�اال پاس�خگوی بار�ه�ای وا�رده ناش�ی از زلزل�ه در پ�اره ای� م�وارد نخ�واه�د ب�ود. ب�ن�ابراين �اس�تفاده از� پی� ه�ای م�رکب اعم ا�ز دو س�تونی، پی ه�ای پی نه�ايت د�ر و ای ش�بکه ه�ای پی و ن�واری ه�ای گ�س�ترد�ه ت�ا ح�دود زي�اد�ی معض�الت� اس�تف�اده از� پی� ه�ای منف�رد
را� در برا�بر نير�وهای حاصل از �زلزله،� تخفيف می دهد�.از آنج�ا ک�ه ن�امنظمی و بی قاع�دگی در ط�راحی روس�ازه باي�د •
بی و� ن�امنظم�ی جنب�ه �ه�ای از� ر�س�ان�ده �ش�ود، ب�ه �ح�داقل قاعدگی در پی نيز بايد اجتناب گردد.