دانلود تحقیق اجزای ساختمان (پی نواری)

عکس های آورده شده در این مجموعه از بنایی واقع در کرج ، میدان والفجر ، زمین‌های خانم انصاری گرفته شده است .

در این مکان آپارتمانی هفت طبقه در دست احداث می باشد که دارای یک طبقه زیرزمین برای پارکینگ و هفت طبقه بر روی آن می باشد که طبقه همکف تجاری بوده و بقیه طبقات مسکونی می باشند ، پی این ساختمان از نوع نواری می باشد که چون در هر دو محور طولی و عرضی به صورت نواری اجرا شده است .

تشکیل پی مشبک را داده است .

فنداسیون های کناری این ساختمان از نوع نواری باسکولی می باشند که در صفحات آینده درباره آنها توضیحاتی داده خواهد شد و نحوه محاسبه آنها نیز به اختصار آورده شده است .

پی های باسکولی :
پی باسکولی (یا طره‌ای) برای اتصال یک پی ، که تحت بار خارج از مرکز قرار دارد ، به یک پی داخلی بکار می رود .

بدین ترتیب یک پی باسکولی متشکل است از دو پی منفرد و یک تیر رابط .

تیر رابط برای انتقال لنگر ناشی از خروج از مرکز ستون خارجی به پی ستون داخلی بکار می رود به طوری که در زیر هر دو پی تنش یکنواخت ایجاد شود .

در واقع تیر رابط همان نقشی را دارد که قسمت میانی یک پی دو ستون داراست ، اما برای صرفه جویی در مصالح بسیار باریکتر ساخته می شود .

در طرح پی های باسکولی ابعاد پی زیر ستونها به نحوی تعیین می شود که فشار خاک در زیر هر دو پی یکنواخت و مساوی باشند .

برای این منظور باید برآیند بار ستونها بر مرکز سطح دو پی منطبق باشد .

در این صورت ، برآیند فشار خاک در زیر هر پی بر مرکز سطح آن منطبق خواهد بود .

از این نتیجه ساده می توان برای تعیین ابعاد پی‌ها استفاده کرد .

بدین ترتیب که با معلوم بودن بار ستونها ( و ) عکس العمل فشار خاک در زیر پی های نظیر ، با استفاده از تعادل نیروها برابر خواهد بود با :


از یک پی باسکولی می توان به جای یک پی دو ستون (مستطیل یا ذوزنقه شکل) استفاده کرد بشرطی که فاصله بین دو ستون نسبتاً زیاد باشد و یا تنش مجاز خاک بزرگ باشد تا سطح اضافی بزرگی برای پی لازم نباشد .علاوه بر این ، سه عامل باید در طرح این پی ها مورد توجه قرار گیرند :
1-تیررابط باید نسبتاً صلب باشد (نسبت ممان اینرسی تیر به ممان اینرسی هر پی در حدود 2 یابیشتر) تا از دوران پی خارجی جلوگیری کند .

2-پی زیر ستونها باید برای تنشهای مجاز یکسان طراحی شوند و از انتخاب مقادیر بسیار متفاوت برای عرض پی ها اجتناب شود تا نشست نامساوی پی ها به حداقل برسد .

3-تیر رابط باید با زمین در تماس نباشد تا فشاری از خاک بر آن وارد نیاید و توزیع نیروها را در پی ها تغییر ندهد .

معمولاً در طرح پی های باسکولی از وزن تیرهای رابط صرفنظر می شود .

ضمناً باید توجه داشت که تیرهای رابط در صورت لزوم با ضوابط تیرهای عمیق طرح شوند .

پی های باسکولی معمولاً به عنوان آخرین راه حل در طرح پی های دو ستون مطرح می شوند زیرا مشکلاتی در اجرای این پی ها وجود دارد.

لذا انتخاب این پی ها باید با یک مطالعه دقیق روی راه حلهای دیگر صورت گیرد .

در اجرای پی های باسکولی باید توجه داشت که تیر رابط باید بوسیله آرماتورهای ریشه به پی ها و ستونها اتصال یابد تا سیستم پی به صورت یکپارچه عمل کند .

پی های نواری
پی های نواری را تحت شرایط خاصی می توان به صورت صلب در نظر گرفت و آنالیز کرد .

اما اگر شرایط لازم برای آنالیز بر اساس چنین رفتاری وجود نداشته باشد پی را باید به صورت انعطاف پذیر آنالیز کرد .

آنالیز پی های انعطاف پذیر معمولاً بر اساس منفهوم مدول عکس العمل زمین و تئوری تیر بر بستر ارتجاعی صورت می گیرد .

مدول عکس العمل زمین یک رابطه ساده و تقریبی بین فشار ایجاد شده در خاک و تغییر مکان ناشی از آن است .

یعنی :
این کمیت معمولاً به کمک روشهای تجری از جمله روش بارگذاری صفحه بدست می آید .

روابط تجربی مختلفی نیز برای تخمین این کمیت در زمینهای مختلف پیشنهاد شده است .

جدول زیر حدود تغییرات را در خاکهای مختلف بدست می‌دهد .

بر اساس مفهوم فوق معادله دیفرانسیل تغییر مکان یک تیربر بستر ارتجاعی با رابطه زیر بیان می شود .

که در آن B پهنای تیر (پی نواری) ، E مدول الاستیسیته و I ممان اینرسی مقطع تیر است .

جواب معادله دیفرانسیل فوق عبارت است از : که در آن پارامتر با عبارت زیر تعریف می شود : برای تیری به طول L که تحت بار متمرکزی به فاصله a از سمت چپ تیر قرار دارد .

با اعمال شرایط مرزی و همسازی و تعیین ثابتهای معادله می توان روابط زیر را برای تغییر مکان ، لنگرخمشی و نیروی برشی تیر در فاصله به ترتیب زیر بدست‌ آورد .

(برای تنها کافی است در روابط فوق جای a و b عوض شود و x از سمت راست در نظر گرفته شود) .

در عمل یک پی تحت چند بار متمرکز قرار دارد .

در این صورت می توان مقادیر تغییر مکان ، خمش و برش در نقاط مختلف پی را با استفاده از اصل اجتماع قوا (superposition) برای بارهای متمرکز در طول پی بدست آورد .

تصویر تغییرات نشست (تغییر مکان زیر پی) ، توزیع فشار درخاک و تغییرات لنگرخمشی در طول یک پی نواری را که بر اساس مفهوم مدول عکس العمل زیر بدست آمده است نشان می‌دهد .

همانطور که مشاهده می شود توزیع فشار خطی نیست بلکه زیر ستونها بیشتر و در فاصله بین آنها کمتر است .

لازم است توجه شود که نتایج حاصل از این مدل برای پی های نواری تنها در صورتی قابل قبول است که در هیچ نقطه ای بین پی و زمین ایجاد کشش نشود (یعنی مقدار y در هیچ نقطه ای نباید منفی شود) زیرا پی و زمین به یکدیگر اتصال ندارند .

استفاده از روابط فوق برای آنالیز پی های نواری ، بخصوص با استفاده از کامپیوتر ، بسیار ساده است .اما محدودیتهای این روابط سبب شده است بتدریج روشهای عددی جای روشهای تحلیلی از نوع فوق را بگیرند .

از جمله این محدودیتها عدم امکان استفاده از این روابط برای بارگذاریهای مختلف یا مشخصات هندسی متغیر در طول پی است .

با گسترش امکانات کامپیوتری ،‌امروزه غالب مسائل تیر بر بستر ارتجاعی به کمک یکی از روشهای عددی از جمله روش تفاضلهای محدود و بخصوص روش پیشرفته‌تر اجزاء محدود حل می شود .و به وسیله این روشها معادله دیفرانسیل به صورت عددی حل می شود مقادیر تغییر مکان تیر در نقاط مشخصی از تیر (که از سوی طراح تعیین می شود) بدست می آید .

به کمک این روشها می توان بر محدودیتهایی که در مورد روشهای تحلیلی بیان شد بسادگی فائق آمد .

پی های نواری را می توان در دو صورت با فرض جسم صلب (یعنی بر اساس توزیع خطی فشار خاک) آنالیز وطراحی کرد : 1-در یک پی نواری که در آن بار و فاصله ستونهای مجاور تفاوتی بیش از 20 درصد ندارند ، اگر میانگین طول دو دهانه مجاور کمتر از باشد پس را می توان صلب فرض کرد و توزیع تنش را به کمک یکی از روابط بدست آورد .

2-پی های نواری نگهدارنده سازه های صلب ، که بخاطر سختی زیاد سازه ، اجازه نشستهای نامساوی به ستونها نمی‌دهند را می توان با فرض جسم صلب آنالیز کرد .

برای تعیین سختی سازه باید به کمک یک آنالیز ، سختی مجموعه پی ، سازه و دیوارهای برشی را با سختی زمین مقایسه کرد .

سختی نسبی ، که با رابطه زیر تعریف می شود وسیله ای برای تشخیص نوع رفتار پی است .

در این رابطه مدول الاستیسیته خاک ، B پهنای پی و صلبیت خمشی مجموعه پی و سازه است که می توان آن را برابر مجموع صلبیت خمشی پی () ، صلبیت خمشی اعضایی که در قاب عمود بر بعد B وجود دارند () و صلبیت دیوارهای برشی عمود بر بعد B ( ،a و h به ترتیب ضخامت و ارتفاع دیوار) فرض کرد .

بنابراین اگر مقدار سختی نسبی پی از 5/0 بزرگتر باشد پس را می توان صلب فرض کرد و اگر سختی نسبی از 5/0 کمتر باشد باید پس را انعطاف‌پذیر در نظر گرفت .

تعیین ضخامت و‌ آرماتورهای پی مانند آنچه در پی های دو ستون نشان داده شد انجام می گیرد و این مسئله مستقل از روشی است که برای تعیین توزیع فشار در خاک بکار گرفته می شود .

پی های مشبک : پی های مشبک در واقع مجموعه یکپارچه ای از پی های نواری متقاطع در دو جهت‌اند .

برای آنالیز و طرح این پی ها معمولاً نوارها را به صورت مستقل از هم در نظر می گیرند .

در این ارتباط لازم است توجه شود که هر ستون بین دو نوار مشترک است و بنابر این در تفکیک نوارها از هم باید سهم هر نوار را از بار ستون در محل تقاطع با نوارهای دیگر مشخص کرد .

این تقسیم بار ستون به نوارهای متقاطع معمولاً به نسبت سختی خمشی نوارها انجام می گیرد .

سایر مسائل مربوط به آنالیز و طرح هر نوار ، از جمله روش تعیین فشار خاک تشریح شده است .