سینا نوعی

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده فنی و مهندسی

گروه آموزشی عمران


پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته عمران گرایش سازه


عنوان:

 

تحلیل دینامیکی دیوار بتنی مسلح و مقایسه آن با روش شبه استاتیکی


استاد راهنما:

دکتر محمد شوشتری

 

نگارش:

سینا نوعی

چكيده:

امروزه دیوارهای حائل به‌عنوان بخش مهمی از ساختار حمل‌ و نقل جاده‌ای در بسیاری از موارد سهم قابل‌ توجهی را در هزینه تمام‌شده راه‌ها، تونل‌ها و هم‌چنین ایمنی جاده‌ها در شرایط زلزله‌خیز کشور بر عهده دارند. تخمین دقیق‌ نیروهای فشاری جانبی خاک بر دیوار حائل در حالت زلزله و هم‌چنین تعیین مدل رفتاری دیوار حائل با ابهامات خاصی مطرح است. از این ‌رو، مدل‌سازی اندرکنش دیوار حائل و خاک مورد تحقیق قرار گرفت. در این راستا، تغییرات توزیع تنش که به معرفی ضریب عکس‌العمل بستر انجامید، بررسی شد. تئوری وینکلر (تئوری فنرهای ارتجاعی) و تئوری بستر ارتجاعی، از جمله تئوری‌های متداول و پرکاربرد درزمینه مدل‌سازی رفتار اندرکنش بین خاک و سازه با فرض رفتار ارتجاعی در تحلیل استاتیکی است. در تحلیل دینامیکی دیوارهای حائل روش منونوبه-اکابه به تخمین نیروهای فشار جانبی خاک در شرایط زلزله با وجود قدمت زیاد می‌پردازد. این روش همچنان جز متداول‌ترین روش‌های تحلیل دینامیکی دیوارهای حائل برای مهندسین سازه و ژئوتکنیک است.

در این تحقیق برای تحلیل دیوار حائل در شرایط گوناگون از نرم‌افزار PLAXIS استفاده ‌شده است. این نرم‌افزار توانایی مدل‌کردن اندرکنش را دارد. به‌منظور تحلیل دیوار حائل، ابتدا به تحلیل چهار نوع خاک متفاوت به تأثیر پارامترهای زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و مدول الاستیک خاک بر دیوار حائل بتنی پرداخته ‌شده است. نتایج این تحلیل بیانگر تأثیر پارامترهای سختی خاک در تغییر مکان دیوار حائل است. در ادامه‌ به مدل کردن 9 نمونه دیوار بتنی با ارتفاع‌های 10، 15 و 20 متر و ضخامت‌های 1، 5/1 و 2 متر به تأثیر ارتفاع بر ضخامت دیوار پرداخته ‌شده است. نتیجه این مدل نشان می‌دهد که مقدار تنش برشی بیشینه و لنگر خمشی بیشینه با افزایش ارتفاع دیوار و هم‌چنین افزایش ضخامت دیوار، افزایش‌ می‌یابد.

در این تحقیق هم‌چنین به بررسی تأثیرات مختلف زلزله‌های ال-سنترو بم و کرمان بر روی دیوار حائل بتنی به ارتفاع 15 متر و ضخامت 5/1 متر پرداخته ‌شده است. نتیجه این تحلیل، تأثیرگذاری بیشتر شتاب قائم زلزله نسبت به ‌شتاب افقی آن، در زلزله بم را نشان می‌دهد. تغییر مکان دیوار تحت زلزله ال-سنترو و زلزله کرمان به‌ مراتب بیشتر از زلزله بم است. در انتها، به مقایسه نتایج تحلیل دیوار حائل بتنی به ارتفاع 15 و ضخامت 5/1 متر به روش منونوبه-اکابه با مدل دیوار حائل PLAXIS پرداخته ‌شده است. نتیجه این مقایسه نشان می‌دهد، بیشترین میزان در برش برای دیوار عمودی و حدود 18 درصد و برای لنگر ماکزیمم نیز بیشترین میزان اختلاف در دیوار افقی و حدود 23 درصد است. این اختلافات، اهمیت توجه به اندرکنش و استفاده از مدل‌های با اندرکنش بین خاک و دیوار حائل را نمایان می‌کند.

واژه­‌های کلیدی: دیوار حائل بتنی، اندرکنش خاک و سازه، تغییر مکان، لنگر خمشی، شتاب‌‌نگاشت


Abstract:

Nowadays, retaining walls, as an important part of road transportation, play a significant role in reduction of final cost of roads and tunnels construction and also in road safety of earthquake- prone zones. Exact estimate of soil’s lateral pressure on retaining walls and modelling of complex behavior of them, are sophisticated matters. Hence the interaction between retaining wall and soil was investigated. The stress distribution’s changes that lead to introduction of reaction coefficient of soil bed, has been studied. Winkler theory (the theory of elastic springs) and the theory of elastic foundations are common theories and with assuming of elastic behavior in static analysis, are widely used in modeling the behavior of interaction between soil and structures. In dynamic analysis of retaining walls, the Mononobe-Acabeh method, despite great age, is still the most common method of dynamic analysis that estimates the lateral compressive forces in the territory’s earthquake.

In this study, for the analysis of the interactions in retaining walls in different situations, the PLAXIS software is used. First with the analysis of four types of soils, the impact of some parameters of soil like inner friction angle, adhesion and elastic modulus are investigated, the influence of stiffness parameters on displacement (shifting) of retaining walls. In this research, with modeling of nine types of concrete walls that had 10, 15 and 20 meters in height and 1, 1.5 and 2 meters in thickness, impacts height on thickness are investigated. Results showed, that the maximum shear stress and the maximum bending momentum increase while the height of wall increase and also with increasing of thickness of wall.

In this research, different impacts of earthquakes like L-Centro, Bam and Kirman on a concrete wall with 15 meters height and 1.5 meters thickness were investigated. The results of this investigation indicated that in Bam earthquake, influence of vertical acceleration in comparison to horizontal acceleration is major. The maximum shifting of walls are in L-Centro, Kirman and Bam earthquakes respectively and the reason of more shifting was more bending moment. At the end, the results of analysis that related to a concrete wall with 15 meters height and 1.5 meters thickness, in Mononobe-acabeh method are compared with model of Plaxis retaining wall. The outcome this comparison indicated that maximum difference of shear stress is in vertical wall and approximately 18% and also the maximum bending moment difference is in horizontal wall and almost 23%. This differences expressed the importance of knowledge about interaction between a retaining wall and soil, and also significance of usage of models to figure out this relationship.

Key Words: retaining concrete wall, interaction, shifting, Plaxis, bending moment, acceleration, earthquake.


                   

مشخصات فردی

       

 

 
   

نام و نام خانوادگی: سینا نوعی

تاریخ تولد: 1367/11/24

       

موبایل: 09183118454

ایمیل:      cesina.noee@yahoo.com

       
                   
                   

سوابق تحصیلی:

 

 

 

 

 

 

 
                   

مقطع تحصیلی

رشته تحصیلی

دانشکده

دانشگاه

تاریخ اخذ مدرک

وضعیت نظام وظیفه

 

کارشناسی

عمران - عمران

فنی و مهندسی

آزاد - واحد همدان

1391/6/10

معافیت تحصیلی

 

کارشناسی ارشد

عمران - سازه

فنی و مهندسی

بوعلی سینا - همدان

1394/6/31

معافیت تحصیلی

 
                   

فعالیت های علمی، تحصیلی و فرهنگی:

 

     * عضویت در سازمان نظام مهندسی استان همدان

 

     *دارای مدرک زبان انگلیسی F.C.E 2005

 
                   

مقالات، طرح ها و پروژه ها

 

     * پروژه کارشناسی ارشد با عنوان "مقایسه آنالیز دینامیکی دیوار حائل بتنی با آنالیز شبه استاتیکی"

 
                   
                   

سوابق کاری:

 

ردیف

محل کار

نوع فعالیت

مسئولیت

تاریخ شروع

تاریخ پایان

 

1

اتحادیه تعاونی مسکن استان همدان

پروژه مسکن مهر شهرک بهشتی همدان

کارشناس

89/4/1

89/8/1

 

2

شرکت مهندسی آب کاوش سرزمین

مشاور سد کارون 4

کارشناس

90/5/1

92/12/29

 

3

شرکت بین المللی توسعه گستر هلال خاورمیانه

کارخانه سیمان مارگون (یاسوج)

کارشناس

92/7/21

93/4/31

 
                   
                   
                   
                   

مهارت ها کامپیوتری:

 

   *تسلط نسبی به نرم افزار تخصصی عمران ETABS , SAFE , PLAXIS

 

   *آشنایی با نرم افزار  OFFICE

 

   *آشنایی با نرم افزار  AUTO CAD