مقاومت جانبی و پایداری لرزه ای شمع های بتن مسلح عبور کننده از لایه های خاک با پتانسیل روانگرایی

کاربرد شمع در سازه ها، دارای طیف کاربردی بسیار گسترده ای است که از موارد استفاده آنها می توان به پی ساختمان های بلند ساخته شده در زمین های سست، پی پل ها، پی اسکله ها و ... اشاره کرد. شمع ها در واقع ستون های لاغری هستند که خاک اطراف آنها به صورت تکیه گاه جانبی عمل می کند. شمع هایی که از لایه های خاک روانگرا عبور می کنند در اثر روانگرایی حاصل از زلزله، نیروی جانبی کمتری به آنها وارد می شود. در این حالت شمع می تواند همانند ستون حمایت نشده مستعد ناپایداری محوری قرار گیرد. این ناپایداری می تواند باعث کمانش جانبی شمع در جهت ضعیف تر و ایجاد مفصل پلاستیک شود. علاوه بر اهمیت بالای سازه هایی که در آنها از شمع استفاده می شود، تا کنون موارد زیادی از گسیختگی شمع ها در اثر زلزله و روانگرایی یک لایه خاک گزارش شده در حالی که این شمع ها بر پایه آیین نامه های موجود از قبیل jra و nehrp طراحی شده بودند. لذا به نظر می رسد رفتار این گونه شمع ها و روش تحلیل آنها به طور کامل شناخته شده نیست. بنابراین در این تحقیق با ارائه یک روش کاربردی جهت ارزیابی کمانشی شمع ها در خاک های لایه ای، روابطی برای محاسبه طول موثر شمع در خاک های روانگرا ارائه می شود که به وسیله آن می توان با در اختیار داشتن سختی شمع و خاک و نیز ضخامت لایه روانگرا، نیروی کمانشی شمع را بدست آورد. همچنین با مدل سازی محیط پیوسته شمع و خاک به روش اجزا محدود به بررسی رفتار غیرخطی شمع و خاک پرداخته می شود. به طور مثال تغییراتی که در اثر رفتار غیرخطی شمع در منحنی های p-y بوجود می آید و نیز چگونگی مدل سازی روانگرایی در نرم افزار در حالت سه بعدی و بررسی تأثیر لاغری بر پایداری شمع در خاک های روانگرا برخی از نتایج حاصل از مدل سازی محیط پیوسته است.