مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان : ژئوتکنیک و مهندسی پی (1400) | ٧-٦-٦ گروه شمع

در تحلیل میزان بار انتقال یافته به شمع ها باید مشخصات هندسی و مکانیکی کلاهک سرشمع، موقعیت و طول شمع ها، نحوه اتصال سر شمع سختی شمع ها و مشخصات بارهای وارده مورد توجه قرار گیرد. در این مبحث انواع گروه شمع از نظر تحلیل و طراحی مورد توجه است. در این مبحث گروه شمع به دو حالت " گروه شمع کلاسیک " و " رادیه شمع " تقسیم شده است. بسته به نوع گروه شمع فرضی در طراحی اندرکنش خاک با اجزاء مختلف سازه ای مانند شمع ها و سر شمع باید به درستی بررسی شود. موارد مطرح شده در این مبحث در ارتباط با گروه شمع کلاسیک می باشد. 

٧-٦-٦-١ ظرفیت باربری گروه شمع 

٧-٦-٦-١-١ از آنجا که ظرفیت باربری هر شمع در گروه با ظرفیت باربری شمع تکی فرق دارد، باید ضریب موسوم به اثر گروهی یا بازدهی گروه در محاسبه ظرفیت باربری گروه شمع در نظر گرفته شود. 

٧-٦-٦-١-٢ ضریب بازدهی گروه شمع به فاصله و قطر شمع ها، نوع خاک و روش اجرای شمع بستگی دارد. ضریب بازدهی گروه شمع در هر پروژه باید با توجه به شرایط آن پروژه و بر اساس استفاده از داده ها و روابط تجربی متناسب تعیین گردد.

٧-٦-٦-٢ نشست گروه شمع 

نشست گروه شمع با توجه به نکات زیر تعیین گردد: 

٧-٦-٦-٢-۱ تخمین اولیه نشست گروه شمع را میتوان با فرض پی گسترده معادل تخمین زد. عمق پی گسترده معادل باید با توجه به نسبت باربری نوک و جدار شمع تعیین گردد. 

٧-٦-٦-٢-٢ محاسبه نشست نهایی گروه شمع با مدل سازی خاک با فنر (مدل وینکلر) دقت کافی ندارد و باید تحلیل گروه شمع با لحاظ نمودن اندرکنش های مختلف بین شمع و خاک انجام گیرد. 

نشست شمع ها به ویژه گروه شمع را میتوان با تحلیل نتایج آزمایش بارگذاری تعیین نمود. اما اگر آزمایش از نوع آهسته و حتی طولانی باشد نمیتوان برای محاسبه نشست ناشی از تحکیم، از نتایج آزمایش بارگذاری استفاده نمود. 

٧-٦-٦-٣ تحليل نیروها در گروه شمع 

تحلیل نیروها در گروه باید به منظور تعیین سهم نیروها و لنگرهای وارد بر هر شمع در گروه و همچنین توزیع نیرو و لنگر در سرشمع انجام گیرد. 

٧-٦-٦-٣-١ طراح جهت سادگی میتواند سهم باربری خاک زیر سر شمع گسترده را در نظر نگیرد، اما تحلیل دقیق با در نظر گرفتن سهم سر شمع برای طراحی بهینه توصیه می شود.

٧-٦-٦-٣-٢ در تحلیل گروه شمع با لحاظ کردن سهم باربری خاک میتوان خاک زیر پی گسترده (سرشمع) را به صورت فنر در نظر گرفت ولی باید ضرایب اندرکنش بین فنرها لحاظ گردد. خاک اطراف شمع در هر عمق با ۳ فنر (یک قائم و ۲ افقی) تحلیل می شود. در این صورت رفتار فنر قائم زیر نوک شمع (Q-z)، فنرهای قائم اصطکاکی جدار شمع (t-z) و فنرهای افقی در جدار شمع (p-y) و به ویژه مقدار سختی آنها باید بر اساس اندازه گیری در ساختگاه پروژه با داده های تجربی قابل قبول از سایت ها و شمع های مشابه تعیین گردد. 

٧-٦-٦-٣-٣ علاوه بر تحلیل های بندهای 7-6-6-3-1 و ٧-٦-٦-٣-٢ تحلیل گروه شمع با فرض خاک به صورت محیط پیوسته با استفاده از نرم افزارهای عددی صحت سنجی شده در ساختمان های با اهمیت زیاد و بسیار زیاد و با تعداد طبقات بیشتر از ۳ طبقه و ساختمان های با اهمیت متوسط با تعداد طبقات بیشتر از ۸ طبقه ضروری است. 

٧-٦-٦-٤ طراحی گروه شمع 

٧-٦-٦-٤-١ طراحی طبق این مبحث با روش های سنتی و همچنین روش شمع های کاهنده نشست (موسوم به پی شمع) به شرح مندرج در بند ٧-٦-٦-٤-٣ قابل قبول است. 

٧-٦-٦-٤-٢ اگر ظرفیت باربری پی گسترده (سر شمع) مستقر بر گروه شمع برای تحمل بارهای وارد کافی نباشد، آنگاه باید بار وارد بر هر شمع با تحلیل مشخص شود و ابعاد هر شمع چنان تعیین گردد که بار وارده را تحمل کند برای تحلیل گروه شمع در این حالت میتوان از هر دو روش مندرج در بند ٧-٦-٦-٣ استفاده کرد. 

٧-٦-٦-٤-٣ اگر ظرفیت باربری مجاز پی گسترده (سر شمع ) مستقر بر گروه شمع کافی باشد، ولی نشست بیش از مقدار مجاز باشد آنگاه عملکرد پی گسترده با اضافه کردن تعدادی شمع بهبود می یابد. تعداد شمع ها چنان در نظر گرفته میشود که نشست سرشمع را به مقدار مجاز برسانند برای تحلیل در این روش طراحی باید نقش سر شمع و خاک زیر آن در نظر گرفته شود. استفاده از مدل تحلیلی مناسب که رفتار و سختی خاک و شمع و اندرکنش بین آنها به نحو مناسبی در آن لحاظ شده و با اندازه گیری های میدانی تدقیق شده باشد، ضروری است. 

٧-٦-٦-٤-٤ از آن جا که در روش شمع های کاهنده نشست شمع ها برای تامین شرایط بهره برداری به کار می روند نیازی به اعمال ضرایب اطمینان بر ظرفیت باربری شمع (روش مقاومت مجاز ) یا اعمال ضرایب بار و مقاومت نیست.