دانلود پایان نامه ارشد: اثرات اندرکنش خاک و سازه

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

عنوان : اثرات اندرکنش خاک و سازه

رساله­ی حاضر، حاصل پژوهش­های نگارنده در دوره­ی کارشناسی ارشد رشته­ی مهندسی عمران است که در تیر ماه سال0 139 در دانشکده­ی فنی و مهندسی دانشگاه یاسوج به راهنمایی جناب آقای دکتر محمد حسین بازیار از آن دفاع شده است و کلیه­ی حقوق مادی و معنوی آن متعلق به دانشگاه یاسوج می­باشد.

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

فصل اول: مقدمه

 

1-1-بیان مساله——————————————- 1

1-2-شرط بازتابشی در آنالیز حوزه فرکانس——————- 8

1-3-شرط بازتابشی در آنالیز حوزه زمان  ————————————————————-9

1-4-آنالیز دینامیکی اندرکنش خاک-سازه ———————————————————–10

1-4-1-روش زیر ساختار—————————— 10

1-4-2-روش مستقیم———————————- 12

1-5-روشهای موجود برای مدل کردن دامنه های نامحدود——– 13

1-5-1-روش های سراسری—————————— 13

1-5-2-روشهای محلی(موضعی)————————– 14

1-6-اهداف و اهمیت مطالعه——————————– 15

 

فصل دوم: روش­های حل معادله موج در دامنه نامحدود و مروری بر کارهای انجام شده

 

2-1- مقدمه———————————————- 16

2-2-روش های سراسری————————————– 16

2-2-1-روش المان مرزی—————————– 17

2-2-2-روش لایه نازک——————————- 19

2-2-3-شرایط مرزی غیر انعکاسی دقیق—————- 21

2-2-4-روش المان محدود با مرز مقیاس شده———– 22

2-2-4-1-تاریخچه پیدایش—————— 23

2-2-4-2-کاربرد در آنالیز دامنه­های نامحدود 24

2-3-روشهای محلی (مکانی)——————————— 25

2-3-1- شرایط مرزی انتقالی———————— 26

2-3-2- المانهای نامحدود————————– 26

2-3-3-لایه های جاذب——————————- 27

2-4- مروری بر کارهای انجام شده در آنالیز اندرکنش خاک-شمع 29

 

فصل سوم: مدل­های آنالیز اندرکنش خاک-سازه

 

3-1-مقدمه———————————————– 38

3-2-مدل جرم، فنر و دمپر——————————— 41

3-2-1-تعیین مشخصات خاک————————— 43

3-3-مدل تیر برشی برای خاک——————————- 43

3-4-مدل محیط نیمکران الاستیک برای خاک——————– 44

3-4-1-محدودیت های روش آنالیز محیط نیمکران الاستیک– 46

3-5-مدل عناصر محدود————————————- 46

 

 

فصل چهارم: روش المان محدود با مرز مقیاس شده

 

4-1-معرفی———————————————– 48

4-2-معادلات حاکمه الاستودینامیک برای دامنه های نامحدود ناهمگن     50

4-3-معادله المان محدود با مرز مقیاس شده در حوزه فرکانس– 52

4-3-1-انتقال مرز مقیاس شده———————– 52

4-3-2-توابع جابجایی گره در جهت شعاعی————- 57

4-3-3-معادله المان محدود با مرز مقیاس شده——– 58

4-4-بسط مجانب ماتریس سختی دینامیکی برای فرکانس های بالا – 60

4-5-روش سری پدِ —————————————————————————–62

4-6-روش شکست پیوسته————————————————————————62

4-7-روابط المان محدود با مرز مقیاس شده در حوزه زمان—– 63

4-7-1-تقسیم بندی زمان—————————- 66

4-7-2-اولین گام زمانی—————————- 67

4-7-3-بازه زمانی nام—————————— 67

4-8-خلاصه روابط در الاستودینامیک متقارن محور————– 68

4-8-1-تبدیل المان محدود با مرز مقیاس شده——— 68

4-8-2-معادلات المان محدود با مرز مقیاس شده برای دامنه­های متقارن محور با بارگذاری کلی——————————————– 72

 

فصل پنجم: مثال­های عددی

 

5-1-مقدمه———————————————– 77

5-2-مثال­های عددی در دامنه همگن ایروتروپ—————– 77

5-2-1-پی نواری صلب بدون وزن در خاک همگن نیمه صفحه– 78

5-2-2-پی متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه صفحه با نسبت عمق به شعاع1   83

5-2-3- شمع متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه صفحه با نسبت عمق به شعاع 20——————————————————– 87

5-2-4- شمع متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه صفحه با نسبت عمق به شعاع 10 در حوزه فرکانس——————————————— 91

5-2-5-تعیین حداکثر نسبت عمق به قطر شمع تحت بار قائم در روش SBFEM      93

5-2-6- تعیین حداکثر نسبت عمق به قطر شمع تحت بار افقی در روش SBFEM     95

5-3- مثال­های عددی در دامنه ناهمگن غیرایروتروپ———– 96

5-3-1- پی متقارن محور صلب در خاک ایزوتروپ عرضی همگن تحت بار قائم و افقی——————————————————– 96

5-3-2-شمع صلب با نسبت عمق به شعاع 20 تحت بار قائم در خاک ناهمگن ایزوتروپ عرضی————-100

5-3-3-شمع صلب با نسبت عمق به شعاع 10 تحت بار قائم در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن————————————————- 102

5-3-4- شمع صلب با نسبت عمق به شعاع 10 تحت بار افقی در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن————————————————- 106

 

فصل ششم: نتیجه­گیری

 

6-1-خلاصه———————————————— 108

6-2-توصیه­هایی برای تحقیقات آتی————————– 109

منابع————————————————– 110

 

 

فهرست اشکال                                                                                                                                     صفحه

شکل1-1:مدل در نظر گرفته شده برای آنالیز اندرکنش خاک-شمع—————————————-2                                                                                                                                                              

شکل1-2:الف-بار دینامیکی     ب-بار استاتیک————— 4

شکل1-3:مدل کردن اندرکنش خاک-سازه بوسیله روش زیر سازه—- 10

شکل1-4: کوپل مکانی شرایط مرزی سراسری——————– 12

شکل1-5: مدل کردن اندرکنش خاک-سازه بوسیله روش مستقیم—– 12

شکل 1-6:کوپل مکانی شرایط مرزی موضعی——————— 13

شکل 2-1:مش بندی مکانی در روش المان مرزی—————– 17

شکل2-2:الف:مش بندی مرز در BEM ————————– 18

شکل2-3:مش بندی در روش لایه نازک————————– 19

شکل 2-4:الف:مش بندی یک دامنه نامحدود در روش SBFEM   ب:المان 3 گرهی روی مرز 23

شکل 2-5:لایه­های کاملاً تطبیق یافته————————- 28

شکل 2-6:مدل اجزا محدود برای سیستم خاک-شمع-سازه———- 33

شکل 3-1:اندرکنش اینرسی و سینماتیک———————– 40

شکل 3-2: درجات آزادی یک پی صلب واقع در خاک————– 41

شکل 3-3: اثر خاک با در نظر گرفتن فنر و دمپر بدون جرم معادل 42

شکل3-4:مدول برشی در کرنش کم خاک————————- 43

شکل3-5:مدل تیر برشی برای خاک—————————- 44

شکل3-6:مدل فنر و دمپر در آنالیز محیط نیمکران الاستیک—– 44

شکل4-1:مرکز مقیاس————————————— 49

شکل4-2:تغییرات مدول الاستیسیته در عمق به صورت تابع توانی- 51

شکل4-3:مختصات مرز مقیاس شده 2 بعدی محدود—————- 52

شکل4-4: مختصات مرز مقیاس شده 2 بعدی نامحدود————- 53

شکل4-5: جابجایی در دامنه بوسیله درونیابی جابجایی­های گرهی 57

شکل4-6:آنالیز فصل مشترک خاک-سازه به روش زیر سازه——– 63

شکل4-7:مدل المان محدود با مرز مقیاس شده دامنه نامحدود متقارن محور     69

شکل5-1:پی نواری صلب در خاک همگن ایزوتروپ—————- 78

شکل5-2:نحوه بارگذاری زمانی—————————— 79

شکل5-3:مش بندی پی صلب نواری در یک خاک نیمه صفحه همگن(دامنه زمان) در برنامه SBFEM————————————————— 79

شکل5-4:جابجایی قائم پی صلب  نواری ———————- 80

شکل5-5:ابعاد مفروض در ADINA —————————- 80

شکل5-6:مش بندی مدل در ADINA —————————- 80

شکل5-7:مش بندی پی صلب نواری در یک خاک نیمه صفحه همگن(دامنه فرکانس) در برنامه SBFEM————————————————— 81

شکل5-8: ضرائب سختی دینامیکی پی نواری صلب در خاک همگن نیمه صفحه در دامنه فرکانس ——————————————————– 82

شکل5-9:جابجایی قائم پی صلب(بدست آمده از حوزه فرکانس) — 82

شکل5-10: پی متقارن محور در خاک همگن——————— 83

شکل5-11: نحوه بارگذاری زمانی—————————- 83

شکل5-12:مش بندی پی صلب متقارن محور در یک خاک نیمه صفحه همگن در برنامه SBFEM ——————————————————– 84

شکل 5-13:جابجایی قائم پی صلب  متقارن محور————— 84

شکل5-14:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA ———— 85

شکل5-15: ضرائب سختی دینامیکی پی متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه صفحه در دامنه فرکانس————————————————– 86

شکل5-16:جابجایی قائم پی صلب متقارن محور —————- 86

شکل5-17:شمع متقارن محور در خاک همگن ——————– 87

شکل5-18:نحوه بارگذاری زمانی—————————– 87

شکل5-19:مش بندی شمع صلب در یک خاک نیمه فضای همگن ——- 88

شکل5-20:جابجایی قائم شمع صلب ————————— 88

شکل5-21:ابعاد مفروض درADINA  —————————- 89 شکل5-22:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA——————————– 89

شکل5-23: ضرائب سختی دینامیکی شمع متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه فضا در دامنه فرکانس ————————————————- 90

شکل5-24:جابجایی قائم شمع صلب—————————- 91

شکل5-25:شمع متقارن محور در خاک همگن ——————– 91

شکل5-26:مش بندی شمع صلب در یک خاک نیمه فضای همگن ——- 92

شکل5-27: ضرائب سختی دینامیکی شمع متقارن محور صلب در خاک همگن نیمه فضا در دامنه فرکانس ————————————————- 92

شکل5-28: جابجایی شمع صلب با مقادیر مختلف عمق به شعاع — 93

شکل5-29:جابجایی قائم شمع صلب با نسبت های مختلف عمق به قطر- 94

شکل5-30:مش بندی شمع و خاک محدود مجاور آن تحت بار قائم— 94

شکل5-31:شمع تحت بار قائم و افقی در خاک همگن ایزوتروپ عرضی- 96

شکل5-32: ضرائب سختی دینامیکی شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی همگن 98

شکل5-33:الف-نحوه بارگذاری زمانی ب-تبدیل فوریه———– 98

شکل5-34:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA————- 99

شکل5-35:جابجایی قائم و افقی شمع صلب در ایزوتروپ عرضی همگن- 99

شکل5-36:شمع تحت بار قائم در خاک ناهمگن ایزوتروپ عرضی— 100

شکل5-37: نحوه بارگذاری زمانی————————— 100

شکل5-38:جابجایی قائم شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن 101

شکل5-39:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA————- 101

شکل5-40:شمع تحت بار قائم در خاک ناهمگن ایزوتروپ عرضی—- 102

شکل5-41: ضرائب سختی دینامیکی شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن 103

شکل5-42:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA————- 103

شکل5-43:جابجایی قائم شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن 104

شکل5-44:شمع تحت بار افقی در خاک ناهمگن ایزوتروپ عرضی—- 105

شکل5-45: ضرائب سختی دینامیکی شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن تحت بار افقی——————————————————- 106

شکل5-46:جابجایی شمع صلب در خاک ایزوتروپ عرضی ناهمگن تحت بار افقی 106

شکل5-47:المان بندی شمع و خاک اطراف در ADINA————- 107

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول                                                                                                                                      صفحه

 

جدول 5-1-عنوان مثال­های انجام شده با روش المان محدود با مرز مقیاس شده                                 78

جدول 5-2- مقایسه نتایج روش SBFEM با دیگر روش­ها برای شمع با نسبت10 L/r=                      92

جدول 5-3-جابجایی نسبت های مختلف عمق به شعاع شمع و مقایسه با نرم افزار ADINA تحت بار قائم  93

جدول 5-4-جابجایی نسبت های مختلف عمق به شعاع شمع و مقایسه با نرم افزار ADINA تحت بار افقی 95

 

 

                                            فصل اول

                                              مقدمه

 

 

1-1-بیان مساله

 

در اثر اعمال نیروی دینامیکی به سازه، بین ساختمان و خاک زیر آن یک اندرکنش دینامیکی اتفاق می­افتد­. در حالتی که خاک نسبتاً نرم و سازه سخت باشد، این اثر بیشتر می­شود. زمانی­که امواج منتشر شده حاصل از نیروهای دینامیکی، به سازه وارد می­شوند، حرکت امواج در خاک، سازه را تحریک می­کند و به واسطه حرکت نسبی سازه نسبت به زمین، تغییر مکان­های سازه روی تغییر مکان­های محرک خاک اثر می­گذارند. این پدیده، اندرکنش خاک و سازه نامیده می­شود.

گزارش­های متعدد خسارات لرزه­ای سازه‌ها از یک سو و نتایج تحقیقات تجربی-تحلیلی، از سوی دیگر نشان می­دهند که اثرات اندرکنش خاک و سازه می­تواند عامل مؤثری در آسیب‌پذیری لرزه­ای سازه‌ها باشد. نمونه بارز این اثرات در زلزله سال 1985 مکزیک نمایان شد. در این زلزله، علاوه بر اثرات
ساخت­گاهی، وجود لایه خاک نرم روی بستر سنگی باعث اندرکنش شدید خاک و سازه گردید، به طوری که ساختمان­های با پریود ارتعاشی حدود دو ثانیه به شدت خسارت دیده و یا منهدم شدند. به عقیده بسیاری از محققین، این زلزله نقش و اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در طراحی را بیش از پیش نشان داد. بعد از وقوع این زلزله بود که تحقیقات گسترده­ای در این خصوص به عمل آمد و اثرات اندرکنش خاک و سازه در ضوابط آئین نامه­ای طرح لرزه­ای، منعکس گردید.

در تحلیل اندرکنش خاک و سازه، کل محیط مطابق شکل 1-1 به دو ناحیه تقسیم می­شود. ناحیه اول که اصطلاحاً ناحیه نامنظم (ناحیه محدود)، نامیده می­شود و شامل مجموعه سازه اصلی و ناحیه نامنظم خاک مجاور آن می باشد. در این ناحیه رفتار خاک را می­توان غیرخطی فرض نمود. ابعاد این ناحیه از اهمیت خاصی برخوردار است و ارتباط مستقیمی با نوع مسئله دارد. به عنوان مثال برای مسائل ژئوفیزیک که به بررسی و شبیه سازی حرکت زمین تحت تأثیر امواج زلزله و امواج ناشی از انفجارهای اتمی می­پردازند، این ناحیه دامنه وسیعی را در بر می­گیرد و برای یک مسئله اندرکنش سازه با خاک مجاور آن، این ناحیه کوچک در نظر گرفته می­شود. ناحیه دوم که ناحیه منظم (ناحیه نامحدود)، نامیده می­شود، از مجاورت ناحیه نامنظم شروع شده و تا مرز بی­نهایت ادامه دارد. با افزایش فاصله از سازه، دامنه تنش­ها کاهش می­یابد، بنابراین رفتار خاک در این ناحیه را می­توان خطی در نظر گرفت. به سطح مشترک دو ناحیه، سطح مشترک خاک و سازه گفته می­شود.

تعداد صفحه : 128

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید