اندرکنش خاک و سازه در ایتبس چگونه انجام می شود؟
ااندرکنش خاک و سازه : ساختمان ها را بر سطح زمین می سازند. لذا باید در میان این دو یعنی ساختمان و زمین تعادلی وجود داشته باشد. در واقع محاسبات مهندسی در زمان طراحی تا ساخت ساختمان ها در حالت های گوناگون به گونه ای است که بتوانند یک تعادل مشخص میان خاک و ساختمانی که بر آن احداث خواهد شد، برقرار سازند. این محاسبات مهندسی را با عنوان اندرکنش خاک و سازه مطرح می کنند.
در محاسبات اندرکنش خاک و سازه قصد تحلیل و بررسی خاک در پاسخ به بار دینامیکی سازه را دارند.
در واقع در این مبحث بیشتر به دنبال آن هستند که خاک در حرکت سازه چه تاثیری خواهد گذاشت.
البته این موضوع را از هر دو جنبه نگاه می کنند. یعنی آنکه آیا پاسخ خاک تحت تاثیر بار های دینامیکی
بر حرکت سازه تاثیرگذار است؟ و یا آنکه جا به جایی یک سازه تحت تاثیر عواملی مانند زلزله چه تاثیری
بر پاسخ خاک خواهد داشت؟
اندرکنش خاک و سازه در ایتبس
عمد کاربرد ها در این زمینه محاسباتی همراه با مباحث مهندسی ژئوتکنیک و البته مهندسی زلزله
خواهد بود.
در تحلیل محاسبات اندرکنش خاک و سازه لازم است تا با درج اطلاعات دقیق خاک و سازه شبیه سازی هایی
داشته باشیم. برای این منظور نرم افزار هایی در نظر گرفته شده است. مانند نرم افزار ایتبس که با در نظر
داشتن شرایط خاک تحت تاثیر ویژگی های سازه های عمرانی محاسبات لازم و البته دقیق از اندرکنش خاک
و سازه ارائه خواهد کرد. در این مقاله می خواهیم به جزئیات محاسباتی و نحوه انجام تحلیل ها همراه با
اندرکنش خاک و سازه در ایتبس بپردازیم.
نحوه محاسبات در ایتبس
محاسبات اندرکنش، تحلیلی است میان سازه و خاک. لذا ضرورت دارد تا قبل از ساخت سازه های عمرانی
این دو عنصر را که قرار است سال ها در کنار هم بمانند، به ترتیبی مهندسی شده در کنار هم قرار دهند.
از این رو کاملا منطقی است که بخواهیم خاک و سازه را در فضایی شبیه سازی شده بررسی کنیم.
در نرم افزار ایتبس فضایی تعریف شده است که در آن می توانید به راحتی شرایط فیزیکی خاک را تعریف
کنید و این شرایط تعریف شده را تحت تاثیر انواع سازه هایی که آنها نیز قابل تعریف هستند، قرار دهید.
ابتدا لازم است تا در مقدمات اندرکنش خاک و سازه در ایتبس مشخصات خاک را تعریف کنید.
برای این منظور کافی است که همراه با زبانه Soil Profile در نرم افزار ایتبس باشید. در این فضا شما
با انواع فاکتور ها در تعیین مشخصه های خاک مواجه می شوید. این فضا آنچنان دقیق و گسترده
است که به راحتی و با دقت بالا می توانید انواع خاک را شبیه سازی کنید. برای این منظور کافیست
مسیر زیر را در نرم افزار ایتبس دنبال کنید:
Define > Spring properties > Soil profiles.. > Add New Soil Profile
در ادامه بعد از تعریف خاک، لازم است تا تعریف جامعی از فونداسیون ساختمان داشته باشید.
نحوه محاسبات در ایتبس
در محاسبات اندرکنش خاک و سازه همراه با نرم افزار ایتبس اهمیت در محاسبات و نوع فونداسیون
می باشد. چرا که تنها این عنصر از سازه است که درگیر با خاک خواهد شد. البته در تعریف فونداسیون
لازم است تا آن را تحت تأثیر بار ها و شکل ساختمان تعریف کرده باشید.
Define > Spring properties > Isolated Column Footing
به هر حال هر فشار و یا نیرویی که از جانب فونداسیون راهی خاک می شود، ناشی از بار
ساختمان موجود بر فراز فونداسیون خواهد بود. در مرحله نهایی لازم است تا با تعریف خاک
زیر فونداسیون تعامل لازم میان خاک و سازه را برقرار نمود. لذا می توان همراه با این اطلاعات
، محاسبات کاملی از اندرکنش خاک و سازه در ایتبس را تکمیل کرد. از این رو با تعریف فنر
تکی می توان خاک زیر فونداسیون را معرفی کرد.
Define > Spring properties > Point Springs and choose the radio
حالا آن فنر های نقطه را به هر نقطه ای که قسمت های جدا شده در مدل قرار دارند اختصاص دهید.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید از طریق مستندات موجود در راهنمای نرم افزار مراحل نهایی
محاسبات خود را تکمیل کنید.
محاسبات چه کاربرد هایی دارند؟
شاید در ساختمان های مسکونی و کاملاً عادی در فضا های شهری نیازی نباشد تا بخواهیم محاسبات
اندرکنش خاک و سازه را انجام داده باشیم؛ امّا اگر سازه ما بسیار بزرگ و یا پیچیده باشد و یا آنکه قرار
است در
بستر بزرگی از زمین همراه با شرایط متنوع خاک احداث شود، لازم است تا قبل از هر اقدامی در ساخت،
تعامل میان سازه و خاک را بررسی کرد.
کاربرد ها در محاسبات
اینکه آیا خاک تحت تاثیر بار سازه جا به جا خواهد شد؟ و یا آنکه جا به جایی خاک همراه با پدیده هایی
مانند زلزله تا چه اندازه می تواند سازه های عظیم را جا به جا کند؟ لذا عمده کاربرد محاسبات اندرکنش
خاک و سازه را می توان در موارد زیر دسته بندی نمود.
طراحی و ساخت سازه های سنگین: تقریباً طیف گسترده ای از سازه های عمرانی در جمع سازه های
سنگین قرار نمی گیرند. آنها را می توان با تعریف یک فونداسیون اصولی در بستر انواع خاک، عاری
از هر گونه ابهام ناشی از تاثیرات جا به جایی خاک بر جا به جایی ساختمان احداث نمود؛ اما برای سازه های
سنگین مانند ساختمان های هیدرولیکی دیگر نمی توان به راحتی از کنار شرایط خاک و اثری که از سازه
خواهد گرفت عبور کرد. محاسبات اندرکنش خاک و سازه راه حل خوبی برای نحوه طراحی سازه های سنگین می باشد.
کاربرد ها در محاسبات
مطلوب برای طرح ساخت فونداسیون های عمیق: در بسیاری از ساختمان های خاص، شاهد خلق فدراسیون های
عمیق هستیم. در چنین حالتی گویا ریشه ساختمان قرار است همراه با لایه های مختلف از خاک باشد.
لذا ضرورت دارد تا با شبیه سازی خاک زیر پای ساختمان از طریق اندرکنش خاک و سازه طرح بهتری از
پی های عمیق داشته باشیم.
ساخت سازه های بلند و لاغر اندام: هر چه ساختمان بلندتر می شود، لذا ضرورت دارد تا محکم تر
بر خاک زیر پایش استوار بماند. خصوصا اگر این ساختمان لاغر اندام هم باشد. مانند ستون های موجود
در انواع پل های بلند مرتبه. برای این دست از سازه ها از آنجا که نهایتاً از سطح مقطع فونداسیون
حجیمی برخوردار نیستند، لازم است تا مطمئن ترین فضای خاک تعریف شده باشد. اندرکنش خاک و سازه
یک ایده منطقی در طراحی چنین سازه هایی می باشد.
