بررسی سختی جانبی شمع منفرد تحت اثر بارهای جانبی دینامیکی

شمع ها عمدتاً برای تحمل بارهای محوری و جانبی در سازه های مهندسی عمران مثل ساختمان ها با ارتفاع بلند و ستون پل ها استفاده می شوند که نقش انتقال بار از سازه روبنا به لایه های سخت زیرین را دارند. در بسیاری از موارد طراحی شمع ها بر پایه بار های جانبی می باشد. در طراحی شمع ها تحت ارتعاشات دینامیکی جانبی، بارهای افقی لزوماً با در نظر گرفتن اندرکنش بین شمع و خاک بوجود می آید. روش های متعددی برای پیش بینی پاسخ شمع به بارگذاری جانبی دینامیکی منتشر شده است که یکی از این روش ها، روش عکس العمل بستر بوده که شمع را به صورت یک تیر انعطاف پذیر بر روی فونداسیون الاستیک در نظر گرفته و خاک را با فنرهای الاستیک و میرایی معادل کرده به طوری که فنرها به هم نزدیک اما از هم مستقل می باشند. روش دیگر، استفاده از روش های عددی است که یکی از این روش ها به کمک نرم افزار تفاضل محدود flac3d انجام می گیرد. در این پژوهش هدف، مدل سازی شمع و بررسی رفتار آن تحت اثر بار هار مونیک لرزه ای در سر شمع و شرایط خاک ماسه ای می باشد. در نرم افزار تفاضل محدود flac3d شمع به صورت پیوسته، سطح تماس شمع- خاک با المان سطح مشترک و خاک توسط مدل پلاستیک موهر-کولمب شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیر جابه جایی بدست آمده از نرم افزار در سر شمع، با نتایج روش تحلیلی وینکلر دارای تطابق خوبی می باشد و از طرفی دیگر در شرایط فرکانس ثابت، مشاهده شده که با افزایش نیرو جابه جایی شمع بدست آمده از نرم افزار وارد ناحیه غیر خطی می گردد که در این شرایط روش تحلیلی وینکلر قادر به پاسخگویی نمی باشد.