فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:50
فهرست مطالب:
حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی- فولادی ۱
شکل ۴
تحلیل گسیختگی خاک بالای کانال: ۵
تحلیل اجزاء محدود انجام شده توسط Hafez: 5
تحلیل اجزاء محدود ABAQUS: 8
مشاهدات: ۱۲
عمق موج (اعوجاج): ۱۳
عمق پوشش خاکی: ۱۳
برون محوریت بار زنده: ۱۳
طول دهانه کانال ۱۴
نتیجه گیری: ۱۴
۴- ارزیابی دقت اندازه گیری: ۱۵
۵٫ ۱٫ کلیات: ۱۶
۷٫ نتایج: ۱۸
میزان بار بخش پیرامون سازه پلهای خاکی- فولادی ۲۲
۱- معرفی: ۲۳
۲- میزان بار مدل دوبعدی: ۲۶
۲٫ ۲- مدل عددی: ۲۸
۴- نتیجه گیری: ۳۰
معرفی: ۳۲
نتیجه گیری: ۳۴
اندازه گیری نیروها در خاک: ۳۵
اندازه گیری های سازه: ۳۷
تفسیر داده ها: ۳۹
روش تحلیلی: ۳۹
نتیجه گیری: ۴۱
تحلیل نظری: ۴۴
ملاحظات گسیختگی: ۴۷
برنامه راه حل: ۴۹
نتیجه گیری: ۵۰
حداقل عمق پوشش خاکی بر روی پلهای خاکی- فولادی
خلاصه: پهنای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجودار و انعطاف پذیر پوشانده شده درون خاک دانه ای خوب متراکم ساخته شده اند.
طراحی آنها براساس اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه جایی های دیواره کانال انجام می شود. گسیختگی سازه ممکنست به سبب گسیختگی برشی یا کششی در پوشش خاکی روی کانال فولادی آغاز شود. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال با توجه به شکل هندسی آن، موفقیت آمیز بوده است. با این وجود، الزامات آئین نامه موجود برای حداقل عمق پوشش جهت حداکثر دهانه به طول ۶۲/۷ متر و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج ۵۱ میلیمتر، بسط داده شده اند. اثر طول دهانه های بزرگتر یا بکارگیری قابهای موجدار صلب تر، پیشتر بررسی نشده و موضوع این مقاله است. مطالعه حاضر، جهت بررسی مجدد گسیختگی های ممکن خاک به سبب بارهای زنده وارده در مرکز (یعنی بارهایی که بصورت متقارن، حدودا در وسط دهانه کانال وارد می شوند) یا بارهای زنده خارج از مرکز، از تحلیل اجزاء محدود استفاده می کند. این بررسی، مربوط به کانالهای دایروی با دهانه بزرگتر از ۲۴/۱۵ متر و قوسهای ۳/۲۱ متری با موجهای عمیق است. نتیجه حاصله این است که علاوه بر هندسه کانال، ابعاد واقعی دهانه نیز بایستی جهت تعیین عمق لازم برای پوشش خاکی مورد توجه قرار گیرد.
معرفی: پلهای خاکی- فولادی از قابهای فولادی موجدار و انعطاف پذیر پوشانده شده در خاک دانه ای خوب متراکم شده ساخته شده اند. این پلها با دهانه هایی به طول حداکثر ۶۲/۷ متر با استفاده از قابهای فولادی با عمق اعوجاج (موج) ۵۱ میلی متر ساخته شده اند در حالیکه بخشهای خاصی مانند سخت کننده ها برای دهانه های بزرگ بکار رفته اند. اخیرا، موجهای عمیق تری (در قابها) به اندازه ۱۴۰ میلیمتر (شکل ۱) ایجاد شده و برای سازه هایی با دهانه هایی کمتر از ۲۲ متر در استاندارد ASTM-A 796.A 796 M مورد استفاده قرار گرفته اند. (استاندارد ۱۹۹۹,ASTM).
طراحی پلهای خاکی- فولادی، بر اندرکنش ترکیبی میان فشارهای خاک و جابه
جائی¬های دیواره کانال، بنا نهاده شده است. (معیارهای) حدود طراحی و الزامات آئین نامه ای تعیین شده و به اثبات رسیده اند؛ به Abdel- sayed و همکاران (Adbel- Sayed) و همکاران، ۱۹۹۳) آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا (۲۰۰۱ , CSA- CHBDC) و مشخصات استاندارد پلهای بزرگراه منتشر شده توسط آشتو (۲۰۰۱, AASHTO) مراجعه شود.
یکی از معیارهای گسیختگی برای چنین سازه هایی در شرایطی که پوشش خاکی روی مجرای فولادی کافی نباشد، گسیختگی خاک بخاطر برش و / یا کشش ایجاد شده در آن می باشد. بکارگیری ملاحظات طراحی ارائه شده شده در آئین نامه های مختلف، مانند آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه (۱۹۹۲, OHBDC) Ontario، آشتو (آشتو، ۲۰۰۱) یا آئین نامه طراحی پلهای بزرگراه کانادا، در جلوگیری از برخی مشکلات مربوط به گسیختگی خاک روی پلهای خاکی- فولادی با در نظر گرفتن حداقل عمق پوشش خاکی روی تاج کانال، موفقیت آمیز بوده است.
این الزامات، در اصل تجربی بوده و از آن پس، براساس تحلیل اجزاء محدود (۱۹۸۱, Hafez) با در نظر گرفتن شکل هندسی کانال و بارهای محوری، کامیون OHBDC جهت طراحی (شکل ۲)، اصلاح شوند (۱۹۸۳a, Abdel- Sagal, Hafez). در نتیجه، حداقل عمق پوشش مورد نیاز (h) در دومین ویرایش از (۱۹۸۳,OHBDC)OHBDC، بزرگترین مقدار از بین یا با حداقل مقدار ۶/۰ متر بود که براساس شکل ۳، D,S به ترتیب دهانه موثر و خیز (برآمدگی) کانال هستند. با وقوف به دست وپاگیر بودن الزامات فوق بخصوص در مورد کانالهای دهانه کوتاه به شکل بیضی افقی، سومین ویرایش (۱۹۹۲,OHBDC) OHBDC شرط پیشین را به کاهش داد.
همچنین الزامات مشابهی در آئین نامه فعلی طراحی پلهای بزرگراه کانادا مشخص شده اند (۲۰۰۱,CSA-CHBDC) و در حال حاضر بدون توجه به نیمرخ اعوجاج صفحه، قابل استفاده برای تمام سازه های خاکی فولادی می باشند. هر چند، بایستی به این نکته اشاره نمود که تمامی الزامات برای حداقل عمق پوشش، برای حداکثر دهانه ۶۲/۷ متری و استفاده از قابهای سخت نشده با عمق اعوجاج ۵۱ میلیمتری ایجاد شده اند. تاثیر دهانه های بلندتر و / یا استفاده از قابهای موجدار صلب تر یا بیشتر مورد بررسی قرار نگرفته و موضوع این مقاله می باشد که به بررسی مجدد مسئله گسیختگی امکان پذیر در پوشش خاکی بعلت بار زنده واقع در مرکز یا خارج از مرکز که بر خاکریز اعمال می شود،
می پردازد. در اینجا گسیختگی پوشش خاکی برای کانالهای دایروی با دهانه های کوتاهتر از ۲۴/۱۵ متر و قوسهای ۳/۲۱ متری دارای، قابهایی با موجهای عمیق (شکل ۱) مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات ارائه شده مبتنی بر نتایج تحلیل اجزاء محدود انجام شده توسط Hafez در دانشگاه وینزور (۱۹۸۱, Hafez) (به بخش بعدی مراجعه شود) و نیز بکارگیری آئین نامه جامع و عمومی ABAQUS [نرم افزار اجزاء محدود، نسخه ۱/۶ (۱۹۹۸)، R.I. , Providence, Sorenson, Karlssen, Hibbit] و در نظر گرفتن بار کامیون مطرح شده توسط ۱۹۹۲, OHBDC می باشند (شکل ۲).
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:14
فهرست مطالب:
مقدمه و تاریخچه :
تعریف بتن پیشتنیده :
بتن پس کشیده
پل پیش تنیده :
روش طره ای آزاد
مزایای استفاده از روشهای طره ای آزاد :
فازهای متوالی پل :
طول دهانه و مشخصات مقطع عرضی :
جزئیات مقطع :
روشهای ساخت قطعات :
پیش ساختگی قطعات :
روشهای حرارتی :
قطعه روی پایه :
قطعه میانی :
گیر داری موقت تابلیه ( عبور گاه ) به پایه ها :
کشیدن و تزریق کابلها :
میزان نمودن دوانتهای کنسولها :
اتصالات تکیه گاهی :
مراجع مورداستفاده :
مقدمه و تاریخچه :
ایجاد پلها و گذرگاه ها برای عبور از دره ها و رودخانه هـا از قـدیمیترین فعالیت های بشر است .پلهای قدیمی معمولاً از مصالح موجود در طبیـعت مـثـل چوب و سنگ و الیاف گیاهی بصورت معلق یا با تیرهای حمال ساخته می شدند . همزمان با پیشرفت بشر و نیاز جوامع به ارتباط با هم ، راهسازی و پلسازی گسترش یافته و روش های جدیدی نیز برای ساختن این ابنیه اختراع شده است . به ترتیبی که در دوران قبل از رومیها پلهای سنگی و طاقی ساخته شدند و در اوایل قرن نوزدهم پلهای معلق و قوسی ابداع شدند و از شروع قرن بیستم ساختن پلـهـای فلـزی و بتـن مسـلـح آغـاز شـد ،
با توجه به اینکه استفاده از بتن مسلح برای دهانه های بیش از 30 متر با توجه به نیروهای کششی بزرگ ایجاد شده و ترک خوردن مقطع و در نتیجه مقابله با آن افزایش بار مرده غیر ممکن به نظر مـی رسیـد فکر ساختن بتن پیش تینده بوجود آمد و پلهایی به این روش ساخته شد ، اولیـن پـل مـهـم از بـتـن پیشتنیده در سال 1946 با دهانه 55 متری در فرانسه ساخته شد و با گسترش این تکنیک امروزه بیش از 85 درصد پلهای بزرگ و متوسط جهان از بتن پیش تنیده ساخته میشوند.
طبق آمارهای موجود ، در ایران از سال 1341 به بعد ( تا سال 1365 ) 33 پـل پـیشتنیده با دهانه 17 تا 77 متر و طول کل 5900 متر و عرض حداقـل 7 و حـداکثتر 29 متـر بوسیله مهندسین مشاور ایرانی و فرانسوی ساخته شده است .
تعریف بتن پیشتنیده : پیشتنیـدگـی یعنی ایجاد تنشهای دائمی به نحوه دلخواه و به اندازه لازم در یک عضو بتنی در جهت مخالـف با تنشهایی که در اثر بار سرویس در یک سازه ایجاد خواهد شد ، چون بتن در کشش ضعیف است ، هدف اصلی پیشتنیده کردن یک عضو بتنی محدود کردن تنشهای کششی و ترکهای نـاشی از خـمش بوجود آمده از بارهای وارده بر آن عضو می باشد . از بتن پیشتنیده علاوه بر عضوهایی کـه در خمـش هستند در عضوهایی که تحت کشش هستند( مانند لوله های مخازن آب ) نیز استفاده شده است .
پیشتنیدگی به دو صورت پیش کشیدگی و پس کشیدگی اعمال می شود .
بتن پیش کشیده ، بتنی است که کابلهای پیشتنیدگی آن قبل از ریختن بتن کشیده شـده بـاشـد ، در بتن پیشکشیده کابل های داخل بتن به بتن چسبیده اند و بعد از اینکه بتن خـود را گـرفت کابلها را از تکیه گاه دو طرف آزاد کرده و قسمت اضافی بیرون مانده از بتن را قـطع مـی نماید در این حالت فولاد کشیده شده به دلیل رفتار الاستیک خود فشرده شده و همراه خود بتن را فشرده می کند .
بتن پس کشیده : برای ایجاد پس کشیدگی قالبهای بتن را آمـاده کرده و بتن ریزی را همانند یک تیر بتن مسلح انجام می دهند با این تفاوت که داخل بتن یک غلاف قرار می دهند بصورتی که از یک طرف تیر به طرف دیگر آن سوراخی ایجاد شود تا کابلها پیش تنیدگی بدون اتصال به بتن در آن قرار گیرند ، در دو انتهای تیر غالباً دو ورق سر ( یا هر وسیله مهاری مناسب دیگر ) قبل از بتن ریــزی جـاگـذاری می شوند . بعد از گرفتن بتن وآماده شد آن فولادهای پیش تنیدگـی از داخـل غـلاف فـولادی عبــور داده می شوند و سپس توسط جکهایی که به ورقهای سه تکیه می کننـد کشیـده مـی شوند که در این هنگام بتن به فشار می افتد پس از مهار فولادهای پس کشیدگی در دو انتهای تیـر ، داخـل غلاف عمل تزیق انجام می شود .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:10
فهرست مطالب:
مقدمه
روش تجزیه وتحلیل جریان حرارت
تنش ها
هواشناسی
پخش حرارت و تنش ها
اثر ضخامت رویه
طرح پخش های حرارتی
دال ها و تیغه ها
دال های دارای سوراخ هوا
تنش های طولی
ممان های عرضی
سوراخ های بسته و هوارو
نتیجه
مقدمه :
پخش حرارت و تنش های حاصله در یک پل بتنی با چند مسئله مرتبط هستند که شرایط محیطی و جزئیات تکیه گاهی از مهمترین آنها می باشند. تعدادی راه حل که براساس حرکت خطی گرما و مقایسه محاسبات و نتایج مربوطه با روش اختلاف نهائی به عمل آمده مورد تائید می باشند. به علت عدم مشابهت آب وهوا ودرنتیجه قوانین مربوط به کلیسای عیسوی , زلاندنو, ملبورن استرا لیا و دهلی نو, هندوستان , پخش گرما مطالعه شده , طرح پخش حرارت بر اساس قوا نین ملبورن پیشنهاد شده است . مطالعه ضخامت رویه سیاه و تهویه سوراخهای هوا در تیر های جعبه ای به عمل آمده است . نتایج به دست آمده از مطالعات با موارد موجود ومتون منتشره اختلافاتی دارند . پخش حرارت پیشنهادی طبق قوانین , بر اساس آب وهوای اطراف وبراساس این ماده قابل استفاده می باشد .
نقاط مهم : تیر ها(تکیه گاهها):تیرهای جعبه ای :پلها(قابها): سطوح(دالهای)بتنی : تیرهای پیوسته : تئوری روش اختلاف نهائی : روش نوارنهائی : ا نتقال حرارت : تشعشع خورشیدی : حرارت :تنش های گرمائی.
تنشهای حرارتی در بدنه یک پل که به علت تابش آفتاب به وجود می آیند , محققین زیادی رابه خود جذب کرده قبول کرده اند مواردی ازاثرات در طبیعت تنش ها اثر می نماید.
تنش های حرارتی موارد فوق در کلیات بهره برداری ها اثر دارند و خلاف معمول وعلیرغم درک ها و برداشت ها ,ممکن است به فروریختن ناگهانی تنه پل منتهی گردند. محاسبات تئوریک تنش های حرارتی وحرکات داخل تنه پل , مخصوصا در دهانه های بلند , مقطع جعبه ای با آزمایشات محلی , اهمیت تنش های حرارتی و حرکات در تنه را معلوم می نمایند . معذالک قوانین موجود طرح گسترش حرارتی , محدودیت داشته و موارد مهم , مثل تغییرات حرارتی محیط , از موضعی به موضع دیگر را مدنظر قرار نمی دهند , مضافا اینکه روش اختلاف نهائی , معمولا برای امکان تحلیل حرکت حرارتی , مستلزم داشتن مقادیر اولیه بوده ومحتاج به اصول تکرار مواقع ونتایج تجربی مربوطه می باشد. اغلب محققان , حرارت محیط صبحگاهی را بعنوان مقادیر , پس از یکی دو دفعه کنترل , مبنا قرار داده ومسئله را تمام شده تلقی ومحاسبات خود را انجام می دهند : این کار ممکن است برای دالهای نازک صحیح باشد ولی برای ضخامت های متوسط و نوارهای طولانی , معادلات دیفرانسیل جریان حرارت شرایط اطراف حاکم ولازم الاجراء خواهند بود .
مواردی از راه حلها از طریق معادلات جریان حرارت , در مورد چند لایه متوسط , در این نوشته مورد مقایسه قرار گرفته اند , نشان می دهد که تسلیم در روش اختلاف نهائی (ران) برای مقادبر مختلف اولیه , راه حلهای متعددی برای مرحله تکرار اول وبار دوم دارد , ولی راه حلهای متقارن به تکرار موا قع , به تعداد کافی , احتیاج داشته ومتاثر از طول نوار و جریان حرارتی هستند .
میزان تغییرات حرارت اطراف و اثربخش آن , مورد بحث بوده ومعلوم شده تغییرات منفی (مثل شرایط سرمای سطح رویه) تنش های بالاتر از شرایط مثبت را(شرایط گرمای سطح رویه) در گرمای درجات با لای اطراف قطعه ایجاد می کند .
پخش های حرارتی وتنش های مقا طع تیپ تیرهای جعبه ای , به روال قوا نین منا طق کلیسای عیسوی (زلاند نو در سطح - جنوبی 7/ 34 وطولی - شرقی 6/172 ) ملبورن (استرا لیا در سطح 5/37 جنوبی و طولی - شرقی 6/144 ) در دهلی نو(هندوستان در سطح 6/28 شمالی وطول - شرقی 2/77 )مقایسه شده اند . پخش های حرارتی در عمق های مختلف و شرایط محیط و اجراء بتن بر پایه قوانین ملبورن فرض گردیده , با تصور جریان خطی حرارت , قبول مقادیر برای شرایط مواضع محیط , در این نوشته , به عنوان مقادیر مشابه قبول شده اند . شرایط مفروض دریک برنامه رایانه به عمل آمده بر مبنای روش نهائی نواری , برای به دست آوردن لنگرهای طولی و عرضی و تنش های رویه پل , در رابطه با مقاطع عمومی و منشوری , قرارگرفته اند . اثر مواردی چون ضخامت رویه سیاه , جریان هوا از سوراخهای تیر جعبه , و حرارت محیط مورد مطالعه قرارگرفت و بررسی شد .
روش تجزیه وتحلیل جریان حرارت :
معادله دیفرانسیل جریان حرارت در مصالح چند لایه متوسط , روشن بوده , در اینجا فقط به اشاره ای قناعت می کنیم . معادله دیفرانسیل جریان حرارتی یک بعدی عبارتست از:
که در آن : متوسط قابلیت هدایت
: حرارت مجموعه فضا و زمان
: متوسط چگالی
: خصوصیت متوسط حرارتی
: فاصله از مبداء
علاوه بر آن , حل مسئله , می بایستی با شرایط محیطی رویه و زیر و سطح داخلی , تطبیق نماید . (شکل - 1)
شرایط محیطی در سطح رویه مربوط به تشعشع خورشید را داریم :
که در آن : ضریب جذب سطح رویه
: تشعشع آفتاب واقع در رویه با ل
: ضریب انتقال حرارت به اضافه برگشت و افت های تشعشع
: حرارت محیط تابع زمان єєєєєєєє
: ضریب انتشار
: ثابت استفان بولتزمن
: حرارت محیط (هوای بیرون ) در مقیاس مطلق
: حرارت محیط در مقیاس مطلق
(=230 k [446 R])
برای شرایط محیط در سطح زیرین داریم:
که در آن h2 ضریب انتقال حرارتی سطح زیرین
کل ضخامت متوسط در سطح داخلی , جریان نفوذ حرارت برای هر لایه مساوی خواهد بود .
که در آن n و n+1 مربوط به محل تلاقی لایه ها در قسمت لایه وسطی است .
پخش حرارت در لایه فرض می شود که :
که در آن Aon و Bon , Amn , ثابت های لایه n ام وt زمان و x فاصله از مبداء
and
and
ثوابت نامعلوم سری های (معادله 6 ) از شرایط حد و اطراف (معادله 2-5 )به دست می آیند ولی دیفرانسیل (معادله 1 ) نسبت به سلیقه جهات اختیاری قبول انتخاب می شود . علاوه بر آن برای تسهیل در حل مسئله , حرارت اطراف TA و حرارت خورشیدی Tsدر سری فوریه شرح داده شده است .
که در آن a , b , bmo , bmثابت هستند .
حرارت خورشیدی محدود خواهد بود به:
حرارت محیط و تشعشع آفتاب , در فواصل ساعات , به عنوان آئین نامه , تحت عنوان ثوابت a, b, bm قبل از حل معادله , وارد شده و مقابله می گردد . در این سری ها با داشتن تبحر , نتیجه سریع , معمولا در 6 دوره و ترم حاصل شده و با دقت 1% در مورد تنش ها کافی خواهد بود .
این راه حل (معادله 6) در حالات مختلف با (ران) مقایسه شده , برنامه رایانه گسترش یافته پریسلی , با تعدیلاتی مورد استفاده می باشد . مثال , تیر اصلی با مقطع جعبه ای با اضلاع فائم که توسط تورسن طبق (شکل 2 )انتخاب شده وآئین نامه کلیسای عیسوی (شکل 3 )ومشخصات مصالح تورسن طبق (جدول 1) مورد قبول واقع شده اند .
در تیر های جعبه أی , سه قسمت تحلیل جریان حرارت در قسمت آویزان و طره در قطعات عمودی داخل مقطع , و جعبه خالی وجود دارند .
این پاور دارای 29 اسلاید می باشد و ضمن طراحی بسیار مناسب به طور کامل اثر زلزله بر پلهای بتنی با پایه های با ارتفاع متغیر را مورد بررسی قرار داده است.