نرم‌افزار مورد استفاده
از میان نرم افزارهایی که جهت مدل سازی اندرکنش خاک-سازه مورد بررسی قرار گرفته، نرم افزار هایSAP ، ETABS و ANSYSاز توان کافی برخوردار می باشند. لکن نرم افزار ETABS در حقیقت نرم افزار SAP اصلاح شده ایست که می توان توسط آن سریع تر و آسان تر از نرم افزار SAP سازه ها و روند های متعارف را مدل کرده و تحلیل و طراحی نمود. این اصلاحات که برنامه ETABS را به یکی از کارآمد ترین نرم افزارها جهت تحلیل و طراحی ساختمان تبدیل نموده است، از طرف دیگر باعث گردیده این نرم افزار جهت مدل سازی روند های پیچیده و نامتعارف نسبت به نرم افزار مادر خود ،یعنی نرم افزارSAP ،اندکی ضعیف عمل کند. از سوی دیگر نرم افزارANSYS با وجودی که از قابلیت های بسیاری جهت مدل سازی انواع سازه ها برخوردار می باشد، دارای پیچیدگی های بسیاری است که موجب می شود مدل سازی توسط این نرم افزار به روندی زمان بر تبدیل گردد.
نرم افزار استفاده شده جهت انجام مدل سازی ها در این پایان نامه ویرایش ۱۴ نرم افزار SAP2000 می باشد که به علت جامع و کامل بودن این نرم افزار و قدرت آن در مدل کردن و تحلیل انواع سازه ها در حال حاضر مرسوم ترین نرم افزار تحلیل سازه می باشد.
مدل سازی اندرکنش خاک-سازه
به منظور مدل سازی اندرکنش خاک و سازه، روسازه، پی و خاک می بایست در محیط نرم افزار به صورت یکپارچه مدل شوند. مدل سازی روسازه در محیط نرم افزار به صورت متعارف انجام می شود، بنابراین در ادامه به بررسی نحوه مدل سازی پی و خاک زیر پی و نحوه یکپارچه سازی المان های روسازه با پی و خاک زیر آن می پردازیم.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مدل سازی پی ساختمان
در تحلیل‌های انجام شده برحسب مورد دو نوع پی گسترده و نواری برای ساختمان‌های مورد تحلیل به کار رفته است. به منظور مدل سازی پی، تمامی ساختمان های مورد بررسی یک بار در نرم افزار SAP به صورت متعارف مدل شده و تحلیل و طراحی می گردند. نیروهای پای ستون ها که در این مرحله بدست می آیند به صورت ورودی به نرم اقزار SAFE داده می شوند و این نرم افزار جهت مقابله با برش پانچ ضخامت مناسب برای پی هر ساختمان را تعیین می کند. در جدول(۵-۳) ضخامت تخمین زده شده توسط نرم افزار SAFE برای انواع ساختمان های مدل شده نمایش داده شده است.
جدول ‏۵‑۳: ضخامت تخمین زده شده توسط SAFE برای انواع ساختمان

ضخامت تخمین زده شده توسط SAFE
نوع ساختمان

۷۰cm
ساختمان های پنج طبقه با پلان باریک

۹۰cm
ساختمان های پنج طبقه با پلان عریض

۱۲۰cm
ساختمان های ده طبقه

در مرحله بعدی در نرم افزار SAP ابتدا تکیه گاه های زیر سازه اصلی را حذف می کنیم، سپس در زیر سازه اصلی یک المان صفحه(Shell) تعریف کرده وضخامت تخمین زده شده توسط برنامه SAFE و مشخصات مصالح مورد استفاده، که در مورد پی بتن می باشد، را به آن اختصاص می دهیم. در نهایت این المان صفحه به اندازه های یک متر در یک متر مش بندی و یا به عبارتی تقسیم بندی می گردد. در شکل های (۵-۲) تا (۵-۵) نمای پی های مدل شده توسط المان صفحه در محیط برنامه SAP نمایش داده شده است.

شکل ‏۵‑۲: پی گسترده مربوط به ساختمان های با پلان عریض

شکل ‏۵‑۳: پی نواری مربوط به ساختمان های با پلان عریض

شکل ‏۵‑۴: پی گسترده مربوط به ساختمان های با پلان باریک

شکل ‏۵‑۵: پی نواری مربوط به ساختمان های با پلان باریک
در این مرحله مدل سازی پی به اتمام رسیده و شرایط برای آغاز مدل سازی خاک زیر پی فراهم می باشد.
مدل سازی خاک زیر پی
پس از مدل سازی پی به منظور مدل کردن خاک زیر پی، می بایست با بهره گرفتن از مفهوم فنرهای وینکلر که در دو فصل گذشته به آنها اشاره شد، در نرم افزار SAP به وسط هر کدام از مش های تعریف شده برای مدل پی، که هر کدام دارای طول و عرضی برابر با یک متر می باشند، یک فنر اختصاص داده شود.
به منظور تعریف سختی این فنرها ابتدا می بایست با توجه به فرمول های مربوط به نشست آنی که در دو فصل گذشته به آنها اشاره شد مدول بستر برای خاک زیر پی زیر پی محاسبه گردد. این محاسبات برای ساختمان با پلان باریک و ساختمان با پلان عریض متفاوت می باشد، بنابراین در ادامه روند این محاسبه ابتدا برای ساختمان با پلان باریک و سپس برای ساختمان با پلان عریض خواهد آمد. از طرف دیگر همان طور که در فصل چهار اشاره شد، به منظور هر چه دقیق تر شدن محاسبات لازم است پی هر ساختمان از نظر مساحت به دو نیمه تقسیم گردد، سپس برای ۵۰% مساحتی که مرکز پی را تشکیل می دهد، یک مدول بستر و برای ۵۰% مساحتی که کناره های پی را تشکیل می دهد مدول بستر مجزایی محاسبه گردد. بنابراین برای هر کدام از ساختمان های دارای پلان باریک و دارای پلان عریض، دو مدول بستر مجزا برای نواحی مرکزی و کناره های پی محاسبه خواهد شد. در نهایت به نحوه محاسبه سختی فنرها با توجه به مدول بستر محاسبه شده و تعریف فنرهای مذکور در محیط نرم افزار SAP اشاره خواهیم نمود.
محاسبه مدول بستر برای ساختمان با پلان باریک
در ادامه ابتدا روند مربوط به محاسبه مدول بستر در مرکز پی و سپس روند مربوط به محاسبه مدول بستر در کناره های پی آمده است. E_s و _sμ مدول ارتجاعی و ضریب پواسون خاک مورد مطالعه،B و L ابعاد پلان وH عمق مورد مطالعه می باشد. سایر پارامترها با بهره گرفتن از فرمول های (۳-۱) به دست آمده و مدول بستر (K_s) با بهره گرفتن از فرمول (۴-۶) محاسبه شده است.
مرکز پی
۶۲۰=