بارهای لرزه ای و دیوارهای حائل مدولار
در طول سه دهه اخیر، صنعت دیوار حائل مدولار (SRW) تکامل یافته است. تکامل طراحی دیوار حائل مدولار به نحو چشمگیری با لحاظ کردن بارها در رویدادهای لرزه ای مرتبط است. متخصصان طراحی، عملکرد استثنایی و بینظیری را در خاک مسلح، دیوارهای حائل مدولار و شیبهای مسلح که در زمان بارگذاری، مشاهده کردند.
چالشهای قابل توجهی -به ویژه در زمانیکه شیبهایی در بالای دیوار وجود داشتند- در ارتباط با عدم امکان پیاده سازی شیوه طراحی و همینطور نبود پارامترهای مناسب و معقول طراحی، مطرح شده بود. برای دیوارهایی که به شیوه NCMA (کتابچه راهنمای طراحی لرزهای دیوار حائل مدولار، چاپ اول، 1998) طراحی شده بودند، جایگزینی شیبی بالای دیوار با سربار معادل آن به عنوان یک راه حل احتمالی، امری متداول بود. علاوه براین، زمانیکه از شیوه کتابچه راهنمای طراحی لرزه ای دیوار حائل مدولار NCMA استفاده شده بود، بارگذاری بار به صورت یک مثلث وارونه انجام شد که منجر به بارگذاری اضافی قابل توجهی در بالای دیوار شده بود.
این توزیع بار، همراه با شیب بالای دیوار باعث افزایش فراتر از حد معقول طول لایه های ژئوگرید و بارهای به کار برده شده در بالای سازه ها شده بود.
محاسبات پایداری داخلی
شیوه نامه اداره بزرگراههای فدرال (FHWA)، رویکردی را ارائه داد که در آن برای بارگذاری بیش از حد در نواحی متمرکز شده جهت مسلح سازی، ضریب افزایشی در نظر گرفته شده بود. بنابراین مسلح سازی بیشتر در نواحی ذکر شده، سبب شد که بارهای بیشتری در یک ناحیه متمرکز شوند. این موضوع حاکی از این است که سازه های دیوار حائل مدولار در زمان بارگذاری لرزه ای فراتر از شتاب 0.30g در جهت افقی، به خوبی عمل نکرده بودند که این مسئله برخلاف یافته های پژوهشی بوده و منجر به انجام یکسری آزمایشها بر روی سازه ها برای اثبات عملکرد حقیقی نمای دیوار حائل مدولار و ساختار خاک مسلح گردید.
یکسری آزمایش های لرزه ای جامع توسط پروفسور هولینگ (دانشگاه کلمبیا) و پروفسور دوولشچینسکی (دانشگاه دلآویر) به عنوان محققین اصلی در همکاری دانشگاه کلمبیا و همینطور شرکت هوسکر انجام گرفته بود. این آزمایشهای با مقیاس کامل، نه تنها عملکرد برتر دیوار حائل مدولار را تحت شرایط بارگذاری دینامیکی 0.80g در جهت افقی و به طور همزمان 0.40g در جهت عمودی، نشان دادند، بلکه منجر به یکسری تغییرات متدولوژی در صنعت ساختمان نیز شدند. بارگذاری محاسبه شده به وسیله روش شبه استاتیک Mononobe-Okabe انجام شده بود. صرف نظر از محدودیت این شیوه در طراحی، مسئله اصلی مربوط به نتیجه چگونگی بارگذاری در سازه در زمان انجام محاسبات پایداری داخلی بوده است.
در طول آزمایشهای جامع، توزیع بار در بالای دیوار متمرکز نشده بود، که این مطلب در دفترچه راهنمای طراحی لرزه ای دیوار حائل مدولار هم تعریف شده است.
همچنین توزیع بار به محل قرارگیری لایه مسلح کننده بستگی نداشت، که به این مطلب در شیوه نامه اداره بزرگراههای فدرال نیز اشاره شده است. در هریک از این سازه ها، بار اضافی در قالب توزیع فشار مستطیلی، مشابه آن فشاری که سربارها در بالای سازه وارد میکنند، نشان داده شده بود. این یافته ها، سبب ایجاد مباحثه ای در میان مهندسان مسئول مبتکر شیوه های موجود شد.
اتخاذ روش های جدید بارهای لرزه ای
این اطلاعات جدید همچنین نشان داد که باید تغییراتی صورت پذیرد. در نتیجه، متدولوژی شیوه نامه اداره بزرگراههای فدرال و همینطور دفترچه راهنمای طراحی لرزه ای دیوار حائل مدولار (FHWA و NCMA) متدهای جدیدی را در ارتباط با طراحی لرزه ای شامل توزیع بارهای مستطیلی برای محاسبات پایداری داخلی وخارجی اتخاذ کردند. برای پیکربندی بهینه سازه، مشخص شده بود که فاصله بین لایه های مسلح کننده ژئوگرید تأثیر چشمگیری بر روی عملکرد کلی سازه داشت. با فاصله گذاری کمتر یا مساوی 40 سانتی متری لایه های شبکه ژئوگرید، جرم مسلح بیشتر شبیه به یک سازه مرکب عمل کرده و نشست و همینطور جابجایی مداوم سازه کاهش پیدا کرد.
یافتن راه حل
یک راه حل مقرون به صرفه اقتصادی، همراه با عملکرد بهتر سازه در نتیجه کنارهم قرار دادن لایه های مسلح کننده با مقاومت پایینتر حاصل میشود. آزمایشهای سازه همچنین نشان داد که درنظرگرفتن حداقل طول لایه های ژئوگرید به اندازه %60 ارتفاع دیوار، مناسب بود. اما گسترش دادن طول لایه های بالایی ژئوگرید به میزان %90 ارتفاع دیوار، یک پل ارتباطی بین خاک موجود و جرم خاک مسلح برقرار کرد. این موضوع ترک خوردگی خاک را در پشت جرم مسلح، در زمانیکه لایه های ژئوگرید به یک اندازه قرار داده شده بودند، از بین برد.
اشتراک گذاری مطالب این صفحه در :
