بررسي روند ترك‌خوردگي و نيروهاي طراحي شناژها در پي‌هاي سطحي با اختلاف تراز

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF CRACKING AND TIE DESIGNING IN SHALLOW FOUNDATIONS WITH SPLIT LEVELS

بي‌نظمي در سازه‌ها از مهم‌ترين عوامل خرابي ساختمان‌ها در زلزله‌هاي گذشته به‌شمار مي‌رود. از انواع نامنظمي مي‌توان به نامنظميِ ناشي از اختلافِ تراز در طبقات يا پي اشاره كرد. در‌صورتي كه اختلاف تراز دو پي زياد باشد و نتوان پي‌ها را با مهاري با شيب كم‌تر از 15 درجه به يكديگر متصل كرد، بايد براي اتصال آنها از سه مهار افقي، قايم و مورب و يا ديگر جزييات مورد تاييد بهره گرفت. طبق آيين‌نامه‌هاي مختلف، مهار پي‌هاي بدون اختلاف تراز معمولاً براي درصدي از بيشينه نيروي محوري ستون‌هاي دو طرف مهار طراحي مي‌شوند. در اين تحقيق نيز از همين الگو براي بررسي تغييرات نيرويي در ميلگردهاي مهارها (افقي، قايم و مورب) طي بارگذاري جانبي استفاده شده است. در اين راستا 14 مدل اتصال پيِ همراه با اختلاف تراز (دوبلكسي) در نرم‌افزار ANSYS تحت تحليل غيرخطي قرار گرفته‌اند، كه به‌منظور مطالعه‌ي تغييرات نيروي طراحي مهارها، به بررسي سازه‌يي و مقايسه‌ي چهار نوع اتصال در هر اختلاف تراز خواهيم پرداخت و نيز تغييرات رفتار سازه‌يي هر اتصال با توجه به تغييرات اختلاف تراز پي مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. همچنين در اين نوشتار به روند توزيع تنش و ترك‌خوردگي در طي بارگذاري، نوع ترك‌ها و محل آن‌ها، و بالاخره زمان و محل تشكيل مفاصل خميري در هر اتصالِ پي با اختلاف تراز اشاره شده است. نتايج تحليل حاكي از آن است كه نيروهاي طراحي مهار‌ها و ميزان ترك‌خوردگي در اتصال‌هاي گوه‌يي (داراي مهار افقي، قايم و مورب) به‌مراتب كم‌تر از اتصال‌هاي ديگر است، و با افزايش اختلاف تراز احتمال شكست زود‌هنگام پي بيشتر مي‌شود و ممكن است پي قبل از رو‌سازه‌ي خود دچار گسيختگي ‌شود.

Irregularity in structures is one of the most important factors in building failures in past earthquakes. Among types of irregularity, there is one caused by a split (in floors or foundation). If the split level of two foundations is great and they cannot be linked with a slope less than 15?, they should be linked with the help of three horizontal, vertical and diagonal ties or other approved details. Fourteen models of the details of duplex foundations in ANSYS software have been analyzed under non-linear analysis. In order to study the changes in the force of tie designing, the structures are investigated, four details in each split level are compared, and the changes in the structural behavior of each detail are studied, considering the changes on the split level of the foundation. In this article, the distribution of stress, cracking; and its process during loading, types of crack; their position and time, and the place of the formation of plastic joints in each detail of the foundation with a split level, are pointed out. The results of analysis show that the forces of tie designing and the rate of cracking in wedged details are much less than other details. Increasing the split level enhances the possibility of an early breaking of the foundation with a split level. Therefore, it is possible that the foundation will fail before its superstructure.