پایان نامه تاثیر زلزله بر سازه های زیرزمینی و طراحی نگهداری بر اساس بارهای دینامیکی

پایان نامه

پایان نامه تاثیر زلزله بر سازه های زیرزمینی و طراحی نگهداری بر اساس بارهای دینامیکی
چکیده :
چکیده
فضاهای زیرزمینی مثل تونلها ، بزرگراههای زیرزمینی، معادن زیرزمینی، پناهگاهها و بعضی از سیستمهای زیرزمینی مانند خطوط لوله های فاضلاب، آب، گاز، برق و مخابرات نقش عمده ای در فعالیتهای روزانه برعهده دارند. بنابر این باید در برابر بار های وارده مقاومت کافی داشته باشند. بررسی های زیادی در مورد پایداری استاتیکی سازه های زیرزمینی صورت گرفته است ولی در محدوده بارهای دینامیکی ازجمله بارهای ناشی از زمین لرزه تحقیقات انجام شده کم و محدود است. در این بررسی سعی شده است با گرد آوری اطلاعات و سوابقی از خسارات زلزله در تونل ها و فضاهای زیرزمینی، پایداری این سازه ها تحت اثر بارهای زمین لرزه مورد بررسی قرار بگیرد و در نهایت مقایسه ای بین اثر عوامل مختلف در ایجاد خسارت همانند عمق سازه زیرزمینی، نوع خاک یا سنگی که سازه در آن واقع شده، شدت زلزله و … انجام شود. در انتها با ارزیابی خسارات بعضی از زلزله های بزرگ بر فضاهای زیرزمینی و مطالعات انجام شده در این زمینه، روشهایی جهت طراحی لرزه ای سازه های زیرزمینی و پیشنهادهایی جهت کاهش خسارات وارده ارائه شده است.

فهرست مطالب
فصل اول : مبانی زلزله شناسی و مهندسی زلزله …………………………………………………………………………………………………………………1
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2
زمین لرزه چیست………………………………………………………………………………………………………………………………………………….2
نظریه زمین ساخت صفحه ای ……………………………………………………………………………………………………………………………..2
مرز بین صفحات …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..3
نحوه حرکت گسلها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………5
انواع زمین لرزه ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..6
مشخصات زمین لرزه و حرکت زمین …………………………………………………………………………………………………………………..7
امواج زمین لرزه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………8
امواج درونی یا حجمی ………………………………………………………………………………………………………………………………………….9
امواج سطحی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..10
شدت زلزله …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………13
بزرگی زلزله ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..15
انرژی زلزله …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………18
فرکانس نوسانات زمین لرزه ………………………………………………………………………………………………………………………………19
مدت زمان لرزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….21
شتاب حداکثر زمین …………………………………………………………………………………………………………………………………………..22
فصل دوم : اثر زلزله بر سازه های زیرزمینی ……………………………………………………………………………………………………………………..25
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………26
مطالعه آسیبهای وارده بر تونلها در گذشته ………………………………………………………………………………………………………26
عوامل ایجاد خسارت بر تونلها ……………………………………………………………………………………………………………………………31
لغزش گسل ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….32
جابجایی گسل در سطح و عمق ………………………………………………………………………………………………………………………..33
شکست زمین …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….34
لغزش یا تکان زمین …………………………………………………………………………………………………………………………………………..35
نقش مشخصات تونل و محل قرارگیری آن در خسارتهای وارده ……………………………………………………………………..35
وضعیت لایه بندی وجنس زمین ………………………………………………………………………………………………………………………35
عمق تونل …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..37
شکل واندازه تونل ………………………………………………………………………………………………………………………………………………38
نحوه ساخت تونل ………………………………………………………………………………………………………………………………………………39
پوشش داخلی تونل ……………………………………………………………………………………………………………………………………………39
فاصله از مرکز زلزله ……………………………………………………………………………………………………………………………………………42
تاثیر پارامترهای زلزله بر سازه های زیرزمینی ………………………………………………………………………………………………….42
حداکثر شتاب زمین (PGA) …………………………………………………………………………………………………………………………..42
فرکانس و طول موج زلزله …………………………………………………………………………………………………………………………………44
مدت زمان لرزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….44
شدت و بزرگی زلزله ………………………………………………………………………………………………………………………………………….44
اهمیت مطالعه ارتعاشات زمین لرزه ………………………………………………………………………………………………………………….45
اثر امواج مختلف بر سازه های زیرزمینی …………………………………………………………………………………………………………..46
امواج فشاری ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………46
امواج برشی قائم …………………………………………………………………………………………………………………………………………………46
امواج رایلی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………47
امواج لاو ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..47
بررسی تغییر شکلهای ایجاد شده در تونل ………………………………………………………………………………………………………..48
تغییر شکل محوری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………48
تغییر شکل (انحنایی) خمشی …………………………………………………………………………………………………………………………..48
تغییر شکل حلقوی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………49
روشهای کاهش صدمات …………………………………………………………………………………………………………………………………….50
برآورد آسیب پذیری تونلها ………………………………………………………………………………………………………………………………..52
تونل در سیستم بزرگراهی …………………………………………………………………………………………………………………………………53
منحنی های تعمیرات اجزا ………………………………………………………………………………………………………………………………..54
توابع خرابی تونلها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………55
تونل در سیستم راه آهن ……………………………………………………………………………………………………………………………………57
منحنی های تعمیرات اجزا ………………………………………………………………………………………………………………………………..59
فصل سوم : طراحی لرزه ای سازه های زیرزمینی در برابر زلزله ………………………………………………………………………………………61
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………62
بررسی های اولیه برای طراحی تونل تحت اثر زلزله …………………………………………………………………………………………62
طراحی تونل تحت اثر زلزله ………………………………………………………………………………………………………………………………63
روشهای مختلف طراحی تونل تحت اثر زلزله …………………………………………………………………………………………………..64
روش نرم یا حرکت آزاد زمین …………………………………………………………………………………………………………………………..64
شرایط درنظر گرفتن رفتار نرم برای تونل …………………………………………………………………………………………………………72
روشهای اجرایی برای طراحی تونل …………………………………………………………………………………………………………………..74
روش مورد استفاده Kuesel برای تونل Bart ………………………………………………………………………………………………74
خم شدگی تونل …………………………………………………………………………………………………………………………………………………74
تغییر شکل برشی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………76
ظرفیت تغییر شکل الاستیک …………………………………………………………………………………………………………………………….77
ظرفیت تغییر مکان پلاستیک مجاز ………………………………………………………………………………………………………………….78
اعضای داخلی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….79
سازه های جانبی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..80
سازه های موقت …………………………………………………………………………………………………………………………………………………80
لایه های فشاری ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..81
فشار زمین ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….81
ملاحضات جزئی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………82
روش نیومارک ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………83
کرنش ناشی از تغییر شکل ماری شکل تونل ……………………………………………………………………………………………………85
کرنش ناشی از تغییر شکل برشی ……………………………………………………………………………………………………………………..86
روش سخت یا روش آنالیز با در نظر گرفتن اندرکنش میان خاک و سازه ………………………………………………………87
محاسبه تغییر شکل تونل وقتی که تونل از خاک اطراف سخت تر است …………………………………………………………87
اثر نیروهای ناشی از امواج برشی افقی- عرضی در طراحی ………………………………………………………………………………92
اثر نیروهای ناشی از امواج برشی عمودی در طراحی ……………………………………………………………………………………….93
اثر ناشی از امواج فشاری در طراحی …………………………………………………………………………………………………………………93
روشهای آنالیز با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه به صورت دینامیکی ………………………………………………….95
روش آنالیز با استفاده از سیستم جرم وفنر ………………………………………………………………………………………………………95
مدل شبه سه بعدی زمین …………………………………………………………………………………………………………………………………97
روش المان محدود …………………………………………………………………………………………………………………………………………….98
آنالیز حرکت Racking …………………………………………………………………………………………………………………………………..98
استفاده از مدل المان محدود …………………………………………………………………………………………………………………………….98
استفاده از المانهای مرزی ………………………………………………………………………………………………………………………………….99
اندرکنش دینامیکی تونل و ساختمانهای مجاور …………………………………………………………………………………………….100
فصل چهارم : مطالعات موردی ……………………………………………………………………………………………………………………………………….103
مطالعه موردی تونل متروی دایکایی ………………………………………………………………………………………………………………104
نتایج مطالعات لرزه ای متروی قاهره ……………………………………………………………………………………………………………..111
نتیجه گیری نهایی ………………………………………………………………………………………………………………………………………….113
فهرست منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….115

مهندسی عمران-عمران

مقطع : کارشناسی

فرمت :doc
تعداد صفحه :126

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند