دسته: مهندسی پی

در سال هاي اخير ، محافظت از پي به شكل فزاينده اي ، تبديل به يك تكنيك طراحي كاربردي در سازه ساختمان ها و پل ها در مناطقي كه در معرض زلزله قرار دارند ، گشته است.انواع گوناگوني از سازه ها با استفاده از اين شيوه ساخته شده اند و بسياري ديگر نيز در فاز طراحي قرار داشته و يا در حال ساخت هستند.اغلب ساختمان هاي تكميل شده و آنهايي كه در حال ساخت هستند ، به شكلي از اسباب حفاظتي لاستيكي در سيستم هاي خود بهره مي برند.

تفكر نهفته در پي مفهوم محافظت از پي ، بسيار ساده است.دو دسته سيستم حفاظتي وجود دارند.سيستمي كه در سال هاي اخير به شكل گسترده اي مورد استفاده قرار گرفته است داراي اين مشخصه است كه در آن از اسباب الاستومري استفاده شده است ، الاستومري كه از لاستيك طبيعي و يا نئوپرن ساخته شده است.در اين شيوه ، ساختمان و يا سازه از مولفه هاي افقي زمين لرزه با استفاده از يك لايه واسط ، كه داراي سختي افقي پاييني است و در بين سازه و پي قرار دارد ، جدا مي گردد.اين لايه براي سازه يك بسامد بنيادي ايجاد مي كند كه از بسامد پي پايين تر است و همچنين به مراتب از بسامد حاكم بر حركت زمين نيز كمتر است.نخستين لرزه هاي ايستاي اعمال شده به سازه جداسازي شده ، تنها باعث دگرديسي سيستم جداسازي مي گردند و سازه اي كه بر روي پي بنا گرديده است ، از هر حيث محكم و استوار خواهد ماند.لرزه هاي داراي قدرت بيشتر كه باعث دگرديسي سازه مي گردند ، بر زاويه هاي موجود در وضعيت قبل و در نتيجه بر حركت زمين ، عمود هستند.اين لرزه هاي قوي تر بر حركت كلي ساختمان تاثير گذار نيستند ، چرا كه اگر انرژي بالايي در اين بسامد هاي بالا در حركت زمين وجود دارد ، اين انرژي به سازه منتقل نمي گردد.سيستم محافظت از پي ، انرژي موجود در زمين لرزه را جذب نمي كند ؛ بلكه آن را با استفاده از مكانيك حركتي سيستم ، منحرف مي نمايد.اين نوع محافظت از پي ، تنها زماني كه سيستم خطي است موثر واقع مي گردد ؛ با اين وجود ، كاهش ميزان لرزه به كاهش تشديدهاي احتمالي بوجود آمده در بسامد حفاظتي كمك خواهد كرد.

شكل دوم سيستم هاي حفاظتي ، داراي اين مشخصه هستند كه در آن از سيستم لغزش بهره برده شده است.اين امر با استفاده از محدود كردن انتقال لرزه هايي كه در امتداد سيستم حفاظتي قرار دارند ، محقق مي گردد.تعداد بسياري سيستم لغزشي تا كنون پيشنهاد گرديده اند و برخي از آنها نيز مورد استفاده قرار گرفته اند.در چين ، حداقل سه بنا وجود دارند كه در آنها از سيستم لغزشي اي استفاده مي گردد كه در آن ، از يك شن ويژه در داخل سيستم استفاده مي گردد.يك سيستم حفاظتي كه مبتني بر يك صفحه از جنس سرب-برنز است كه بر روي فولاد ضد زنگ در مجاورت يك لايه الاستومتريك مي لغزد ، براي ساخت يك نيروگاه هسته اي در آفريقاي جنوبي مورد استفاده قرار گرفته است.سيستم آونگ اصطكاك ، يك سيستم لغزشي است كه در آن از مواد واسط ويژه اي استفاده گشته است كه بر روي فولاد ضد زنگ مي لغزند و براي ساخت پروژه هاي متعددي در آمريكا ، هم پروژه هاي جديد و هم پروژه هاي بازسازي ، مورد استفاده قرار گرفته اند.

عكس هاي آورده شده در اين مجموعه از بنايي واقع در كرج ، ميدان والفجر ، زمين‌هاي خانم انصاري گرفته شده است . در اين مكان آپارتماني هفت طبقه در دست احداث مي باشد كه داراي يك طبقه زيرزمين براي پاركينگ و هفت طبقه بر روي آن مي باشد كه طبقه همكف تجاري بوده و بقيه طبقات مسكوني مي باشند ، پي اين ساختمان از نوع نواري مي باشد كه چون در هر دو محور طولي و عرضي به صورت نواري اجرا شده است . تشكيل پي مشبك را داده است . فنداسيون هاي كناري اين ساختمان از نوع نواري باسكولي مي باشند كه در صفحات آينده دربارة آنها توضيحاتي داده خواهد شد و نحوة محاسبة آنها نيز به اختصار آورده شده است .

پي هاي باسكولي : 

پي باسكولي (يا طره‌اي) براي اتصال يك پي ، كه تحت بار خارج از مركز قرار دارد ، به يك پي داخلي بكار مي رود . بدين ترتيب يك پي باسكولي متشكل است از دو پي منفرد و يك تير رابط . تير رابط براي انتقال لنگر ناشي از خروج از مركز ستون خارجي به پي ستون داخلي بكار مي رود به طوري كه در زير هر دو پي تنش يكنواخت ايجاد شود . در واقع تير رابط همان نقشي را دارد كه قسمت مياني يك پي دو ستون داراست ، اما براي صرفه جويي در مصالح بسيار باريكتر ساخته مي شود .

در طرح پي هاي باسكولي ابعاد پي زير ستونها به نحوي تعيين مي شود كه فشار خاك در زير هر دو پي يكنواخت و مساوي باشند . براي اين منظور بايد برآيند بار ستونها بر مركز سطح دو پي منطبق باشد . در اين صورت ، برآيند فشار خاك در زير هر پي بر مركز سطح آن منطبق خواهد بود . از اين نتيجه ساده مي توان براي تعيين ابعاد پي‌ها استفاده كرد . بدين ترتيب كه با معلوم بودن بار ستونها (  و  ) عكس العمل فشار خاك در زير پي هاي نظير ، با استفاده از تعادل نيروها برابر خواهد بود با :

از يك پي باسكولي مي توان به جاي يك پي دو ستون (مستطيل يا ذوزنقه شكل) استفاده كرد بشرطي كه فاصلة بين دو ستون نسبتاً زياد باشد و يا تنش مجاز خاك بزرگ باشد تا سطح اضافي بزرگي براي پي لازم نباشد .علاوه بر اين ، سه عامل بايد در طرح اين پي ها مورد توجه قرار گيرند : 

1-تيررابط بايد نسبتاً صلب باشد (نسبت ممان اينرسي تير به ممان اينرسي هر پي در حدود 2 يابيشتر) تا از دوران پي خارجي جلوگيري كند . 

2-پي زير ستونها بايد براي تنشهاي مجاز يكسان طراحي شوند و از انتخاب مقادير بسيار متفاوت براي عرض پي ها اجتناب شود تا نشست نامساوي پي ها به حداقل برسد .