بازتوزیع بار و پاسخ سازه ای قابهای بتن آرمه شهری تحت تاثیر نشست سطحی ناشی از حفاری تونل

Abstract

حفاری زیرزمینی و ایجاد تونل در مناطق شهری پرجمعیت می تواند باعث بروز نشست غیریکنواخت در سطح زمین و در نتیجه ایجاد خسارت های قابل توجه در سازه های موجود شود. ارزیابی و شناسایی الگوی بازتوزیع نیروهای داخلی در اجزای باربر ساختمان های متداول شهری، از جمله اقداماتی است که برای مقابله با این آسیب ها ضرورت دارد. در این پژوهش، پاسخ یک ساختمان مسکونی ۵ طبقه تیپ با سیستم قاب خمشی بتنی تحث اثر ۱۲ سناریوی مختلف ارزیابی و مقایسه گردید. این سناریوها با فرض دو پروفیل نشست ناشی از عبور تونل (با بیشینه نشست سطحی ۹۰ یا ۲۳۰ میلیمتر)، 3 محل عبور محور تونل از زیر پلان ساختمان (گذرنده از زیر قاب میانی، عبور از زیر قاب ما قبل آخر و یا گذرنده از کنار پلان) و دو زاویه بین محور تونل و محورهای اصلی سازه (۰ یا 45 درجه) تعریف گردیدند. در ادامه، با اعمال گام به گام نشست تفاضلی فزاینده در پای ستون ها، روند تغییرات نیروی محوری ستون های طبقه اول و الگوی ایجاد و انتشار مفاصل پلاستیک در سازه مورد بررسی قرار گرفت. بر پایه یافته های مدل های عددی، اگرچه پروفیل با بیشینه نشست بزرگتر، تغییرات گسترده تری در نیروی محوری ستون ها ایجاد نمود ولی موقعیت قرارگیری پلان سازه نسبت به پروفیل نشست نیز اثرات چشمگیری در بازتوزیع نیروهای داخلی برجا گذاشت. در کلیه سناریوها، ستون های دارای بزرگترین نشست، همواره با افت شدیدی در مقدار نیروی محوری فشاری خود مواجه گردیدند. ضمنا مفاصل خمیری در وهله نخست عموما در انتهای تیرهای پل زننده بر روی دو ستون مجاوری که دارای بیشترین نشست تفاضلی بودند تشکیل شده و تعداد آنها در حالت عبور تونل از زیر قاب میانی سازه و به موازات آن، به بیشترین مقدار خود رسید.