عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر رفتار تکیه گاه های الاستومر پل ها بر پاسخ لرزه ای پل ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2393
- تاریخ دفاع
- ۳۰ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- الناز ابراهیمی
- استاد راهنما
- یعقوب قلی پور, شاهرخ مالک
- چکیده
- جداسازی لرزه‌ای سازه‌ها و به خصوص پل‌ها سال‌هاست که موضوع تحقیق بسیاری از پژوهشگران و محققان می‌باشد. جداساز‌های لرزه‌ای با افزایش میرایی و دوره تناوب و کاهش نیرو‌های وارده به سازه‌ها، در نهایت باعث افزایش سطح عملکرد سازه می‌شوند. در طراحی پل‌ها، تکیهگاههای الاستومری به علت توزیع مناسب نیرو‌های برشی، مدول برشی نسبتاً اندک، انعطاف‌پذیری، مقاومت مناسب، هزینه نگهداری کم و نصب آسان، همواره مورد توجه بوده‌اند. نزدیک به 60 سال است که این نوع از تکیه‌گاه‌ها در پل‌ها استفاده می‌شوند و عملکرد رضایت‌بخشی تحت بار‌های بهره‌برداری از خود نشان داده‌اند. گزارشهای محدودی در رابطه با خرابی و عملکرد نامناسب آنها مشاهده شده و در صورتی ضعف در عملکرد نشان داده‌اند که طراحی اولیه دارای اشکال بوده است. طبق آیین‌نامه‌ها و دستور‌العمل‌های طراحی و ارزیابی پل‌ها، الاستومر‌های معمولی یا همان نئوپرن‌ها برای تغییرات حرارتی و با مدل‌های خطی طرح می‌گردند، اما مطالعات انجام گرفته در بررسی رفتار هیسترتیک آنها نشان از میزانی از توانایی آنها در میرایی انرژی داشته است. به همین جهت، در این پایان‌نامه با استفاده از مدل‌سازی اجزاء محدود در نرم‌افزار SAP2000 V14.2.2 رفتار آنها در زلزله بررسی شده است. در این مدل‌سازی‌ها که به صورت تفصیلی و برای نمونه‌ای واقعی از پل موجود در شهر تهران و همچنین پل‌هایی با مشخصات ذکر شده در پایان‌نامه صورت گرفته، تکیهگاههای الاستومری ابتدا با مدل خطی و سپس با مدل هیسترتیک حاصل از آزمایش‌های انجام شده در مطالعات پیشین بر دستگاه‌های تکیه‌گاهی الاستومری، مدل‌سازی شده‌اند و در آنالیز تاریخچهزمانی غیر‌خطی، تحت زلزله‌هایی با محتوای فرکانسی مختلف مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل شده نشان داده‌اند که در مواردی می‌توان از ظرفیت تکیهگاههای الاستومری در کاهش پاسخ لرزه‌ای پل‌ها استفاده نمود. در پایان نیز برای استفاده از تمام ظرفیت الاستومر‌ها و کاهش پاسخ لرزه‌ای پایه‌های پل در هنگام زلزله، توصیه‌هایی ارائه گردیده است.
- Abstract
- The seismic isolation of structures, especially bridges, has been the subject of many researches for many years. Seismic isolation results in an increases in the damping ratio and hence period of vibration of the bridge leading to reduced demands and improved structural performance. Due to several advantages such as suitable shearing force distribution, low shear modulus, high flexibility, adequate resistance, low maintenance and easy installation, elastomeric bearings have been widely used in bridge design. For more than 60 years, these types of bearings have been used on bridges and have shown satisfactory performance under service loads. Limited works have been reported regarding their malfunctioning and/or inappropriate performance. According to the available guidelines for the design and assessment of bridges, elastomeric bearings, or neoprenes, are designed based on linear models for thermal expansion/contraction; but studies in their hysterical behavior have shown an ability to absorb energy. Therefore, in this thesis, using the finite element method in SAP2000 V14.2.2, the seismic behavior of elastomeric bearings has been investigated numerically. An example of an existing bridge in Tehran and also other bridge models mentioned in this thesis, have been investigated in details. The elastomeric bearings have been modeled, first with a linear model and then with a hysteretic model based on experiments carried out in previous studies on the elastomeric bearings, and analyzed through nonlinear time history analysis under earthquakes with different frequency contents. The results show that in some cases, the capacity of elastomeric bearings can be used to reduce the seismic response of the bridges. Finally, recommendations have been made to use the full capacity of the elastomeric bearings in order to reduce the response of the bridge piers during earthquakes.
