مقایسه روش عددی و تحلیلی در برآورد بار وارد بر روی سگمنتمطالعه موردی: تونل های دوقلو مترو خط ۲ شیراز

پوشش نهایی تونل های مکانیزه به عنوان اولین و آخرین پوشش نگهدارنده بوده که در زمان ساخت تونل و دوره بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرد. از این رو طراحی آن نیازمند اطلاعات دقیق و صحیح از وضعیت بارهای اعمالی بر روی آن می باشد. به منظور تحلیل پایداری پوشش تونل در برابر بارهای وارده، سازه لاینینگ بر اساس بحرانی ترین شرایط بارگذاری طراحی می شود. معمولا ابتدا هر یک از این بارها به صورت جداگانه توسط روش های تحلیلی یا تجربی محاسبه شده و در نرم افزار SAP۲۰۰۰ بر روی سازه اعمال می شود و سپس با توجه به آیین نامه ها، ترکیب بارهای مربوطه لحاظ می شود. این روش دارای نواقص و اشکالاتی می باشد که مهم-ترین آن ها، دقت کم، عدم در نظرگیری اندرکنش بین زمین و سگمنت، عدم ارائه توزیع مناسب فشارها در اطراف سازه و عدم لحاظ اثر نیروهای مختلف بر یکدیگر است. از اینرو در این مقاله، برای طراحی سگمنت تونل های دوقلو مترو خط ۲ شیراز، مقادیر بارهای مختلف از دو روش تحلیلی و عددی (با استفاده از نرمافزار تفاضل محدودی FLAC D۲) استخراج شده و در نرم افزار SAP۲۰۰۰ به عنوان بار ورودی لحاظ شده است. سپس مقادیر ترکیب بار برای هر دو روش لحاظ شده و نتایج نیروهای داخلی سگمنت برای دو حالت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد نحوه توزیع نیروهای داخلی در روش عددی و تحلیلی با یکدیگر تفاوت زیادی داشته و علت آن توزیع نامناسب نیرو در روش تحلیلی می باشد. همچنین امکان بررسی بارهای نامتقارن (اثر باربرداری در یک سمت تونل و بارگذاری در سمت دیگر) روی سطح با وجود دو تونل در روش تحلیلی مقدور نبوده ولی در نرم افزار عددی این اثر به سادگی قابل بررسی است. به علاوه نتایج طراحی سازه ای سگمنت با دو روش نشان داد که در نظر گرفتن شرایط دقیق طراحی باعث ایجاد اختلاف شایانی در مقادیر آرماتور مصرف شده که از نظر اقتصادی برای پروژهای عمرانی حائز اهمیت است

کلیدواژه ها:

طراحی سازه اصلی ، بار وارد بر تونل ، روش های تحلیلی و عددی ، SAP۲۰۰۰ ، ، FLAC ۲D