طراحی سازه نگهبان خرپایی در نرم افزار Etabs
بار وارد بر سازه های نگهبان در واقع همان نیروی ناشی از رانش خاک است که ممکن است همراه با بار ناشی از سربار کنار گود نیز باشد. رانش خاک به طور کلی در سه حالت محاسبه می شود: حالت محرک، حالت مقاوم و حالت سکون. برای طراحی سازه های نگهبان، همانند دیوارهای حائل، معمولا نیروی رانشی خاک را بر مبنای رانش محرک محاسبه می کنند. برای محاسبه رانش محرک میتوان هم از نظریه رانکین و هم از نظریه کولومب استفاده کرد. در این قسمت از نظریه رانکین استفاده شده است.
اگر منحنی توزیع تنش σX بر حسب عمق h را رسم کنیم، دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد:
1) 0.5^(2C>Q(Ka
در این حالت، توزیع تنش تا یک عمق معین منفی است و سپس مثبت خواهد شد.
از آنجا که در بسیاری از مواقع، بخش فوقانی خاک از نوع خاک دستی است، و نیز ممکن است در بعضی از خاکها مقاومت چسبندگی کاهش یافته یا از بین برود، و همچنین در جهت ضریب اطمینان، منحنی مفروض در محاسبات را با فرض صفر بودن تنش در h=0 در نظر می گیرند.
2) 0.5^(2C
نیروی وارد بر هر یک از خرپاها
اگر فاصله بین خرپاها را L بنامیم و σX نشان دهنده تنش خاک در هر عمق h باشد، نیروی وارد بر واحد طول خرپا، در عمق h، یعنی بار گسترده به شدت WX از رابطه زیر بدست میآید:
در این رابطه L فاصله بین دو خرپای مجاور، بر حسب متر است.
نمونه مدلسازی خرپا در نرم افزار ایتبس
عمق گود: 12 متر
فرم کلی خرپا
برای محاسبه بارهای هر قسمت از قانون تساوی مثلث ها استفاده می نماییم
ابتدا مدل را طبق الگو ترسیم کرده برای ستون از 2IPE270 و المان مورب از 2IPE200 استفاده مینماییم، بعد از محاسبه بار، بار به صورت خطی و تحت عنوان SOIL و طبق الگوی زیر به ستون اعمال میشود
طراحی سازه به روش LRFD میباشد و ضریب در ترکیب بار 1.5 در نظر گرفته میشود.
در صورت وجود سطح آب، باید تاثیر آن بر روی گودبرداری و سازه نگهبان بررسی گردد. حضور آب باعث تغییر مشخصات و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک می گردد و لذا باید در نتایج و محاسبات در نظر گرفته شود. در این حالت شرایط نمونه های اشباع مد نظر قرار میگیرد (شرایط تند). از آنجا که در صورت مواجهه با آب, عملیات گودبرداری بصورت مرحله به مرحله انجام می گیرد و در جداره گود از الوار و یا زهکش به همراه مش و شاتکریت استفاده می شود، بنابراین می توان در بیشتر حالات خاک را زهکشی شده در نظر گرفت و فشارهای ناشی از تراوش را منظور نکرد. در چنین حالتهایی، استفاده از زهکشهای مناسب جهت تخلیه آب موجود در محیط، توصیه می گردد.
منبع: آقای مهندس آقامیر
تاریخ انتشار: ۱۳۹۹/۰۸/۱۳