تحلیل و آنالیز رفتار گروه شمع ها تحت اثر بارهای استاتیکی به روش عددی

یکی از راهکارهای طراحان جهت انتقال بار سازه به اعماق مقاوم‏تر زمین، استفاده از فونداسیون های عمیق یا شمع می‏باشد. هدف از بکارگیری پی های عمیق انتقال نیروها از یک لایه ی ضعیف خاک به لایه های پایین تر است که دارای ظرفیت باربری برای تحمل نیروی سازه باشد. در طراحی فونداسیون ها، به منظور کاهش نشست سازه و نیز کنترل مقدار مجاز نشست پی، می توان از شمع ها بهره برد. گروه شمع ها بصورت گسترده برای سازه های بلند، پایه پل ها، اسکله ها و عرشه ها استفاده می‏گردند، تحت شرایطی که علاوه بر نیروهای قائم، بارهای جانبی نیز ممکن است وجود داشته باشند و باید در طراحی گروه شمع در نظر گرفته شوند. بارهای جانبی می توانند ناشی از زمین لرزه ها، بادهای شدید، حرکت امواج و روانگرایی باشند. در این تحقیق به تحلیل گروه شمع واقع در محیط های با پتانسیل اشباع خاک ماسه ای در مناطق ساحلی و فراساحلی با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی پرداخته شده است. به دلیل اعمال بار قائم و جانبی به گروه شمع، ابتدا اثرات این بارها به صورت جداگانه و تاثیر پارامترهای مختلف گروه شمع بر روی پاسخ آن بررسی گردیده است. سپس به منظور مطالعه اثرات ترکیب بارهای قائم و جانبی در گروه شمع، اثرپذیری فاکتورهای مختلف طراحی گروه شمع در بارگذاری های مختلف ترکیبی صورت پذیرفته است. نتایج نشان می دهند که فاصله داری مرکز تا مرکز بین شمع ها در گروه و سختی خاک محیط تاثیر زیادی در نحوه عملکرد گروه شمع تحت انواع مختلف بارگذاری ها دارد. همچنین اعمال بار جانبی دوطرفه باعث افزایش اندرکنش میان شمع ها شده و رفتار متفاوت شمع ها را سبب می شود. در نهایت، اعمال بار قائم در گروه شمع نه تنها باعث کاهش ظرفیت باربری جانبی گروه شمع نمی شود بلکه باربری جانبی را تا حدودی بهبود می بخشد.