دراسة عددية لمنظومة أساس ركائز - حصيري تحت الحمل الزلزالي
Numerical Study of Piled Raft Foundation System under Seismic Load
- الباحث
- شهد خضر الياس توما
- المشرف
- معتز عبد الجبار العبيدي
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية الهندسة / الهندسة المدنية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- إنجليزي
- الكلمات المفتاحية
- Piled raft foundation ; Seismic load ; Numerical modelling ; Geotechnical engineering
الملخص
نظام أساس الركائز- الحصيري هو نوع مركب من الاسس يتكون من أساس حصيري واساس ركائز. يستخدم هذا النوع من الأسس لزيادة قدرة التحمل و/أو تقليل الهبوط. يعد نظام الركائز- الحصيري مفيدًا جدًا في المباني الشاهقة أو في حالة عدم كفاية تحمل التربة. الهدف الرئيسي من هذا البحث هو دراسة تأثير خصائص الركائز في منظومة الأساس الركائز- الحصيري بوجود حمل ساكن وحمل هزة ارضية باستخدام برنامج PLAXIS 3D عدة متغيرات درست وهي : استخدام اطوال مختلفة للركائز بمجاميع تكون فيها الركائز الوسطية 2متر والركائز الخارجية12متر, 10متر, 8متر, و6متر. إعادة الحالة الأولى مع عكس مواقع الاطوال Cus ان الخارجية 12[متر والوسطية هي المتغيرة. ميلان الركائز المقابلة للهزة الأرضية بزاوية ميلان (0", 5”, 10”, 15", 30", (P45 جميع المتغيرات أعلاه هي تحت تأثير شدة الهزة 0.19, 0.29 و0.39. الترية المستخدمة هي ترية (C-@) النتائج اثبتت ان نسبة مشاركة الحمل العامودي بواسطة الركائز تقل بنقصان طول الركائز, بزيادة زاوية ميلان الركيزة, ويزيادة شدة الهزة الأرضية. الموديل الأساسي عند حالة السكون المستخدم بأطوال ركائز متساوية وعامودية له نسبة مشاركة حمل %73.2. هذه النسبة تنخفض الى %66.74 عند زبادة شدة الهزة الأرضية الى 0.3. في حالة الحمل الحركي فان نسبة مشاركة الحمل الافقي تقل مع نقصان طول الركائز ماعدا موديل 12+6,]. ان نسبة مشاركة الحمل الافقي عند L12+12 تساوي %25.52, Baie %35.24 5 %32.35 شدة الهزة 0.18 ,0.28 وع 0.3 على التوالي. بزيادة زاوية ميلان الركائز تكون نسبة مشاركة الحمل الافقي متذبذبة. ان قيمة نسبة مشاركة الحمل الافقي في الحالة العمودية والحالة المائلة متقارية نوعا Ls ان قيمة الهبوط العامودي واضح ومتوقع. عندما يقل طول الركائز فان الهبوط يزداد. لم يكن لميلان الركائز اي تأثير على الهبوط العمودي ولكن اقل قيمة تم الحصول عليها عند زاوية ميلان 15“ والهبوط في الركائز العامودية يزداد عن الهبوط في الركائز ALLA بزاوية 5 بنسبة %9.5 و %10.36 للحمل الساكن و0.38 على التوالي. الهبوط المتباين يقل مع نقصان طول الركائز وزيادة زاوية ميلان الركائز. الازاحة الافقية لم تتأثر بأطوال الركائز او ميلانها. تزداد الازاحة الافقية بزيادة شدة الهزة . قوة القص التي تم الحصول عليها عند رأس الركائز تزداد مع نقصان طول الركائز ماعدا المجموعة التي طول الركائز الخارجية مساوي ل 6 متر. قوة القص تزداد مع زيادة شدة الهزة الأرضية ولكنها تقل مع زيادة زاوية ميلان الركائز. بما يخص دراسة حالة فان تأثير شدة الهزة وطول الركائز الخارجية على الهبوط العمودي, الهبوط المتباين والازاحة الجانبية كان متوافق مع التأثير الذي تم الحصول عليه من دراستنا. ولكن على عكس ما وجدناه سابقا فان نسبة مشاركة الحمل العمودي تزداد ونسبة مشاركة الحمل الافقي تقل عند زيادة شدة الهزة الأرضية. نسبة مشاركة الحمل بواسطة الركائز ظهرت بقيمة 9696.92 و %100 عند الحالة الساكنة وشدة الهزة 0.38 على التوالي.
Abstract
The piled raft foundation system is a combined type that consists of raft and piles. This type of foundation is used to increase the bearing capacity or/and decrease the settlement. The piled raft system is very useful with high-rise building or inadequate state of the soil. The main goal of this research is to study the effect of the piles properties in piled raft foundation system under static and seismic loads using the finite element software PLAXIS 3D. Many parameters have been considered in this study, including; the asymmetry length of piles (Lp) (Linternal piles+ Lexternal piles= L12+12, L12+10, L12+8 and L12+6). The same models with inverse distribution (Lp) (Lexternal piles+ Linternal piles= L12+12, L12+10, L12+8 and L12+6). The piles inclination angle with the vertical(αp= 0°, 5°, 10°, 15°, 30° and 45°). All these parameters are with the three magnitude of the earthquake excitation (kh=0.1, 0.2 and 0.3) have been investigated. The study was about (c-φ) soil. The results demonstrated that the vertical load-sharing ratio reduces when the pile length decreases, the angle of inclination of the piles increases, and the seismic intensity increases. The reference model of piled raft with symmetry and vertical piles has 73.2% load sharing ratio for static case. This ratio decreases to 66.74% when the seismic intensity increases to 0.3. Under the dynamic situation, the horizontal load-sharing decreases with decreasing the pile’s length except the case of L12+6. The results of dynamic horizontal load sharing in group L12+12 are 25.52%, 32.35% and 35.24% for horizontal seismic coefficients 0.1g, 0.2g and 0.3g respectively.When the angle of pile’s inclination increases, the horizontal load-sharing has oscillatory values. The trends of the variation of horizontal load sharing for vertical piles and inclined piles are almost the same. The values of vertical settlement are clear and predictable. When the pile’s length decreases, the vertical settlement increasing. The angle of piles inclination has insignificant effect on the vertical settlement but yet the minimum values occurs when αp=15° and the settlement in vertical piles higher than that occurs in αp=15° by 9.5%, and 10.36% for static and 0.3g seismic intensity respectively. The differential settlement decreases with decreasing the length of piles and increasing the angle of piles inclination. The lateral displacement is not affected by the length or inclination of piles, however, the lateral displacement increases with increasing the seismic intensity. The shear force that occurs at the pile’s head increases with decreasing the length of piles except the group L12+6. The shear force increases when the seismic intensity increases but it decreases by using inclined piles. About the case study, the effect of seismic intensity and the external pile’s length on vertical, differential, and lateral displacement was consistent with the current study; however, in contrast to previous findings, vertical load sharing increases and horizontal load sharing decreases as earthquake intensity increases. The pile load sharing that appears in case study is 96.92% and 100% for static and 0.3g respectively.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.