عنوان پایاننامه
بهسازی لرزه ای پل ها با استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1552;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50443
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- علیرضا خداوردیان
- استاد راهنما
- محمد رحیمیان, سید امیر کیوان قربانی تنها
- چکیده
- در این تحقیق یک سامانه جداساز لرزهای، به عنوان یک ابزار کنترل غیرفعال، مشتمل بر تکیهگاه لغزشی (Steel-PTFE) و کابلهای SMA پیشنهاد شده است. در این سامانه، کابلهای SMA با خاصیت فوقارتجاعی با هدف تامین نیروی بازگردانی و استهلاک انرژی بیشتر به خدمت گرفته شده است. طولانیترین پل راهآهن ایران، پل ایزدخواست، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و مدل اجزا محدود غیرخطی سهبعدی این پل در نرمافزار OpenSees تهیه شده است. با استفاده از این مدل، تحلیلهای تاریخچه زمانی متعددی برای سه حالت: چون-ساخت، استفاده از تکیهگاههای لغزشی، استفاده از سامانه پیشنهادی صورت گرفته است. نتایج تحلیلها نشان میدهد که استفاده از این سامانه در مقایسه با حالت چون-ساخت به طور قابلملاحظهای عملکرد پل را بهبود میبخشد. همچنین، تجهیز تکیهگاههای لغزشی باکابلهای SMA بدون اینکه تاثیر قابل ملاحظهای در ویژگیهای مطلوب این تکیهگاه داشته باشد، جابجایی ماندگار در این تکیهگاهها به طور موثری کاهش مییابد. علاوه بر این، عوامل تاثیرگذار در عملکرد این سامانهمانند: دمای محیط، مساحت مقطع کابل و طول کابل SMA در سه آنالیز حساسیت بررسی شده است. بر اساس نتایج بدستآمده، در طراحی کابلهایSMA بایستی از رفتار تنش-کرنش آلیاژ در کمترین دمای محیط محتمل استفاده شود. همچنین، بهترین عملکرد سامانه فوق در حالتی است که از کابلی با کمترین مساحت مقطع ممکن -با کنترل حداکثر کرنش ایجادشده در کابل- استفاده شود.
- Abstract
- In this research, an innovative base isolation system based on Steel-Polytetrafluoroethylene (Steel-PTFE) sliding bearings equipped with shape memory alloy (SMA) is proposed. As a passive control device, this isolation system employs superelastic Ni-Ti alloy cables as re-centering components and dissipates input energy through the friction and additional damping of SMA. As a case study, Izadkhast Bridge, the longest railway bridge in Iran, is considered and fitted with the proposed isolation system. Three-dimensional nonlinear finite element model of the bridge is developed and time history analyses for various earthquake records is conducted for the as-built bridge as well as the bridge equipped with the proposed isolation system. The results demonstrate that the proposed isolation system can effectively improve the bridge response quantities. Moreover, equipping the sliding bearings with SMA efficiently reduces permanent deck displacement of the base-isolated bridge subjected to strong ground motions. This study reveals that SMA cables mostly work as re-centering elements regarding that the damping capacity of SMA cables is very smaller than that of the sliding bearings. In addition, three sensitivity analyses were executed to identify the effect of diverse environmental temperature, cross-sectional area and length of SMA cable. Results of these analyses show that mechanical behaviour of SMA on minimum probable temperature should be considered in design procedure for the proposed isolation system. Moreover, regarding to financial and functional aspect, using minimum cross-sectional area of SMA cable is appropriate.