دانلود تحقیق یکی از بلند ترین ساختار های تقویت شده با ترکیبات زمین در اروپا

خلاصه: یک ساختمان تقویت شده با طول 215 متر و ارتفاع 19 متر در  Iserlohn ساخته شده است. ساختمان در جاده 46A قرار داشته در پایه دارای ابعادی به شرح ذیل می باشد. ارتفاع 7/16 ، پهنای 2/11 محاسبات طراحی بوسیله  صورت پذیرفته است. طراحی بنا بر صورت می پذیرد. دیواره تکمیل شده دارای زاویه شیب 80 درجه می باشد این مقاله نگرش طراحی و جزئیات ساخت را تشریح می نماید. این موارد شامل زمان ساخت،‌نحوه نصب، جزئیات پیرامون ساختار سطح آن می باشد.

نتایج محاسبات تخریب در طی دوره 2 ساله پس از ساخت مد نظر قرار می گیرد.

کلمات کلیدی: مورد مطالعه - خاکریزها - تسطیح - شبکه های زمین - کنترل

مقدمه

در سال 1997 یک اداره مرکزی جدید در Iserlobhm طراحی گردید. ساختار آن بگونه ای بود که دارای یک شیب خاص در جهت شمال بود. محل آن از غرب به خط راه آهن از شمال به جاده 46A منتهی می گردید. تفاوت سطح در مرزهای شمالی و جنوبی 17 متر بود. هدف ساختار حفاظت از ساختمان جدید در برابر شلوغی خیابان 46 A بود در عین حال محل پارک مناسبی را ایجاد می نمود. که در شکل 1 نشان داده شده است.

زیرنویس شکل 1 : ساختار طبیعی در بخش شمالی - جنوبی و ایده حاکم بر ساختار

در نتیجه زمینی به مساحت m2 3500 به عنوان محل پارک در جلوی ساختمان تعبیه گردید. یکی از خصوصیات ساختمان به کاربری یک عایق صوتی بود. به این دلیل، خط  در راستای ساختار تقویت شده ثابت بود. خط در پایا دیواره به واسطه و جر و موزهای زمینی ثابت شده بود. این شرایط منجر به تغییر وضعیت 80 درجه ای ساختمان با افزایش ارتفاع m7/16 گردید. طول نهایی این دیواره در طول خط فوقانی به میزان m215 محاسبه گردید. در این راستا یک سری ساختارهای خاص تعبیه گردید. این پروسه به عنوان یک کار جانبی برای ساختمان انجام گردید.

در این ساختار از مواد بتونی با دانه بندی 32/0 و 45/0 استفاده گردید.

طرح  و ساختار کامل ساختمان را ارائه می دهد.

2- طراحی ساختار زمین تقویت شده با استفاده از ترکیبات زمین

1-2: روش ساختار

نویسنده این مقاله روش ساختاری را پیشنهاد می نماید که به عنوان زمین تقویت شده با ترکیبات موجود در آن شناخته می شود. روش امکان طراحی ساختار را با توجه به مزیت استفاده از مواد ساختاری بازیافت شده فراهم می نماید. QRE دارای لایه های مختلفی بوده امکان شکل دهی سطح جلویی و خلفی خاک به طور همزمان وجود دارد. شکل 4 بخش عرضی ساختار را نشان می دهد. ساختار دارای مشخصات ذیل می باشد.

- ارتفاع ساختمان :‌m7/14                                  - حداکثر ارتفاع: m7/16

- زاویه متوسط انحراف :‌00/80 درجه           - حداکثر پهنای پایه m02/11

طول کل سیستم : m5/21

پایه ساختار دارای پهنای بستر m5/3 بوده که بین ساختار و مرزهای حفاظتی کشیده شده است. امکان دستیابی و کنترل اهداف را فراهم می نماید. در پایانه جنوبی - غربی یک برج مارپیچ مانند ساخته شده است.

زیرنویس شکل 2 : بخش عرضی

2-2- مواد اولیه بکار رفته در این ساختار

ساختار خاک: خاک بازیافت شده : 45/0 تا 32/0

جاذبه مشخصه :

زاویه سایش:

چسبندگی :

خاک با دانسیته 100% فشرده می شود. این پروسه با استفاده از راهنمای آلمانی EIVE-STB a4 (ویرایش 1997) صورت می گیرد. پروسه های تقویت ذیل در نظر گرفته شده است.

تقویت اولیه : محصول701 TENAX TT نیروی کششی

کشش نهایی

تقویت ثانویه محصول220 TENAX LBo   نیروی کششی

کشش نهایی 10% = E

تقویت استاتیک در قالب کشش یکسویه با پلی اتیلن صورت می پذیرد. این ساختار دارای پهنای 1000 می باشد. در راستای نیرو هیچگونه پوشش ساختاری مجاز نمی باشد. در برش عرضی Grid در کنار یکدیگر قرار می گیرند. در عین حال شاهد مقداری پوشش در این ساختار هستیم. از آنجا که خمش شبکه های گسترش یافته در یک سو در بخش جلویی سخت می باشد. یک grid منعطف اضافی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابر محاسبات طرح - ساخت میان لایه های ساختار ترکیبی تا پایین ترین پایه ساختار m45/0 می باشد برای تعبیه ساختارها m9/0 می باشد. در جهت تسهیل پروسه، دستیابی به تقویت ساختار مناسب (تقویت ثانویه) از یک ترکیب خاص استفاده می شود که در نیمه بالایی نیز به کار می رود و بنابر دو نوع تقویت مورد استفاده مساحت مؤثر میان لایه ها در نیمه پایانی m45/0 می باشد. شکل 2 طرح برش عرضی را در 34/124+0 نشان می دهد. تقویت اولیه بوسیله تنش و تقویت 4/0 بوسیله خط ارائه گردیده است.

3-3- ساختار و جزئیات مرتبط با آن

خط فوقانی به واسطه نیاز به حفاظت در برابر نویز تثبیت می گردد. این پروسه در قالب انحراف 80 درجه تعیین می گردد. استفاده از خاکریز در این مورد ممکن نمی باشد چرا که انحراف در این پروسه کمتر از 80  می باشد. همچنین حفاظت از نویز دچار اختلال می گردد. به هر حال انحراف 80 مشکلات زیادی به بار می آورد. این پروسه در دو مرحله قابل بررسی می باشد.

مرحله اول : پروسه ابتدایی

مرحله ثانویه : پروسه ثانویه

اولین مرحله به تسطیح ساختار سیستم در یک شبکه مستحکم کمک می کند. این طرحها دارای شیب 80 درجه می باشد، همچنین در اولین مرحله از یک سری همین خاص استفاده گردید. این روند در قالب رویه فوقانی خاک در ساختار مورد نظر مشاهده گردید تا از فرسایش بخش جنوبی ساختمان جلوگیری نماید. مرحله دوم پس از اتمام کار ساختمان تشکیل گردید. در این ساختار یک شبکه سیمی تقویت شده به فاصله m5/0 مورد استفاده قرار گرفت  این شبکه سیستم های تقویت مختلفی مورد استفاده قرار گرفت که سبب جلوگیری از بروز فرسایش می گردید تقویت اولیه در بخش جلویی ساختمان متمرکز می گردد. به طوریکه ضخامت آن بدون المانهای مرزی  مواد اولیه m3/0 می باشد. کنترل فرسایش به به کاربری یک ساختار پلیمری که از فیبرهای نخی بازیافت شده تشکیل شده است محقق می گردد. جزئیات مهم ساختار دارای پهنای cm2 در بخش فوقانی هر لایه در بخش جلویی می باشد.

به دلیل  و انحراف 80 در ساختار این سیستم به کارگیری از یک سیستم جمع آوری آب اضافی حاصل از بارش باران بر این ساختار طراحی گردیده است.

زیرنویس شکل 3 : جزئیات کار در این پروسه

3 طراحی : بررسی ابعاد ساختار بنا بر  و نظریه ‌نسبی صورت می پذیرد. پایداری داخلی و خارجی ساختمان محاسبه شده است. این پروسه در قالب سه بخش ارائه گردیده است.

فاکتور کاهش A1-A4 و ضریب اصطکاک به وسیله سازندگان ارائه گردیده است این مقادیر به شرح ذیل می باشد.

A1= 62/2

A2=10/1

A3=00/1

A4= 00/1

حداکثر نیروی کششی تقویت شده در دوره های طولانی مدت 25% مشخصات نیروی کششی در کوتاه مدت می باشد. به هنگام طراحی، پیش بینی تخریب ساختار ضروری به نظر می رسد.

این پروسه با تخریب نسبی ساختار در یک راستای مشخص در ارتباط است. اما تخریب عرضی به راحتی قابل پیش بینی می باشد. برای این محاسبات روشهای FEM راه حلهای مناسبی می باشند. در کارکرد این پروسه این المانها به کار نمی روند چرا که نیازمند برنامه های گران قیمتی می باشند که نیازمند نفر - ساعت کار بسیار وسیعی می باشد. این نتایج به ورودی سیستم وابسته می باشد. یک روش کاربردی پیرامون این مشکل مشابه تخریب ساختار در هنگام پروسه ساخت و پس از آن می باشد. در این صورت مقادیر ورودی محاسبات به هنگام کنترل ساختار برای مشکلات ممکن چک می گردد. همچنین پروسه ساختار در حین کار 2 سال پس از اتمام آن تحت کنترل قرار می گیرد. محاسبات تخریب در ارتفاعات 16.7m , 12m , 9.5m , 3 m  صورت می پذیرد (در برشهای عرضی m8 )

این تخریب به صورت سه بعدی درنظر گرفته می شود.

4- نتایج

1-4- پروسه ساخت: کار ساخت به وسیله lobbe Holding Gmbu80 صورت می گیرد.

کارمندان تجربه ای در زمینه روش ساخت نداشته اند. در نتیجه معرفی  زمین با استفاده از ترکیبات درون آن ضروری به نظر می رسد. این مقدمه شامل  2 روزیکه با کمک کاربردی در مراحل اولیه بوده کار پروسه ساخت کنترل می گردد.

سرکشی های منظم و چک های اعلام نشده ، کیفیت کار را ارتقاء می کند.

پروسه ساخت با مشکلات ذیل همراه می باشد.

مشکلات در حفظ شیب مورد نظر

- امنیت کاری مناسب در محیط کار مخصوصاً خطر سقوط

- دستیابی به درجه مورد نظر در فشرده سازی خاک

- انحراف از تکنولوژی فشرده سازی بنا بر محاسبات طرح

مشکل اول حفاظت از انحرافات سطح می باشد . به این دلی،‌از مواد ترکیبی خاصی استفاده گردید. این سیستم بدون مشکل ارتفاع قابلیت کارکرد دارد. مزیت این سیستم ترکیب ایمنی و حفظ انحرافات مورد نظر می باشد. این سیستم و شکل 4 نشان داده شده است. سیستم انحراف شامل چندین شاخص می باشد که با المانهای فولادی ‌در ساختار به کار می رود. این المانهای فولادی همانند نعل اسب طراحی شده در لایه سوم به کار می روند، به شبکه شاخصهای موجر دور ساختار اتصال می یابد. هر یک از شاخصهای ساختار دارای طول m4/0 می باشند.

در حالیکه کار ساخت دارای ارتفاعی فراتر از اولین شاخص می باشد. شاخص دوم به کار گرفته می شود. شاخص سوم بوسیله استفاده از مشخصات اول کار گذاشته می شود. این روشی کاربردی و بهینه می باشد. مشکل بعدی که در طی ساخت با آن روبرو هستیم دستیابی به درجه ای متجانس از فشرده سازی پروسه پرکردن ساختار می باشد. در این راه دکترSchafer dip?? مشخصات ضروری خاک را تعیین نموده اند که از آن جمله می توان به منحنی فشرده سازی Proctes ، محتویات بهینه آب ، درجه بندی خاک اشاره نمود. تست های صورت گرفته ارتباط میان روشهای مختلف کنترل دانسیته را مورد شناسایی قرار می دهد.

همچنین روشهای مستقیم و غیر مستقیم همانند تست بررسی صفحه، تست های دینامیک بر روی صفحه نیز مد نظر قرار می گیرد.

تست بررسی دینامیک صفحه به دلیل سادگی و  عملکرد به کار می رود. این تست با روش بررسی مستقیم برای فشرده سازی هماهنگ می باشد. تست های کنترل بنابر ETVE-STB94/4 صورت می پذیرد. به وسیله کارکرد کنترل آماری و استفاده از روشهای کنترل مستقیم و غیر مستقیم دستیابی به درجه مورد نظر در فشرده سازی کل ساختار ممکن می باشد. اشکال ذیل جزئیات کار ساخت را نشان می هد.

2-4- محاسبات تخریب :

‌در بخش جنوبی ساختار 40 نکته محاسباتی مختلف مد نظر قرار گرفت. شکل 11 یک نکته محاسباتی رانشان می دهد. تخریب هر یک از این المانها در بازه های منظم کنترل می شوند این کار از سال 1998 انجام می شود. تخریبات در فضای سه بعدی با دقت  محاسبه گردیده است. شکل 14 برش عرضی را در مرتفعترین نقاط نشان می دهد. جدول 1 محاسبات صورت پذیرفته در این نقاطه را نشان داده است (یک سال پس از اتمام) در محاسبات این تخریبات قابل پیش بینی می باشد.

- پیش بینی حداکثر ته نشینی عمودی

- پیش بینی حداکثر امتداد عرضی

جدول 1 مقادیر کاربردی را پس از یک سال نشان می دهد که بسیار کمتر از مقادیر مورد انتظار می باشد.

- حداکثر مقادیر محاسبه شده ته نشین عمودی

- حداکثر مقادیر محاسبه شده امتدادافقی

پاسخ به این پروسه برگرفته از یک واقعیت ساده می باشد. اولین محاسبات هنگامی صورت می پذیرد که پروسه ساخت تکمیل گردیده است. این کار شش ماه پس از آغاز پروسه صورت می گیرد. بخش وسیعی از ته نشینی در طی پروسه ساختار رخ داده و به سرعت تصحیح گردیده است به این دلیل حداکثر میزان ته نشینی پس از یکسال در نقاط فوقانی محاسبه گردید. این روند نشان می دهد که روش ساخت زمین تقویت شده با  به تخریب پایداری می باشد.

محاسبات برای چند سال بعد نیز صورت می پذیرد.

نتایج : در این پروژه تجربیات بسیاری حاصل گردید. ساختار نشان داد که بسترهای تقویت شده به واسطه ترکیبات زمین به طور کاربردی قابلیت ساخت دارد. این تستها روش ممکن با توجه به کنترل های صورت گرفته در ارتباط با طراحی سیستم می باشد. برخی نتایج مهم به شرح ذیل می باشد.

- ساخت بستر های تقویت شده با ترکیبات زمین با توجه به انحراف 80 ممکن می باشد.

- در حالیه شیب بین 60 تا  50 می باشد. مراحل خاصی به اجرا درآمده بنابراین تسطیح آن ممکن می باشد. یک راه حل  تقسیم بندی پروسه ها می باشد که به دقت طراحی گردد.

- در جهت در نظر گرفتن شرایط آب و هوا مخصوصاً بنابر محیط طبیعی و انتخاب طرحها، پیشنهادات مهندسین بیولوژی مورد توجه قرار می گیرد