عنوان پایان‌نامه
ارزیابی رفتار لرزه ای تکیه گاههای الاستومری متعارف در پل ها با المان های کابلی یا مقاطع ساده فولادی و ارایه یک تکیه گاه بهینه نوین
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2249;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75894
- تاریخ دفاع
- ۱۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- نوید صامتی
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- از میان روش های بهسازی لرزه ای پل ها از تکیه گاه های الاستومری به شکل های گوناگونی در کاهش پاسخ نیرویی ناشی از زلزله بهره گرفته شده و توانایی ها و مزایای نوعی از این تکیه گاه ها که به صورت جداگر ارتعاشی عمل می نماید و در کشور ما نیز بصورت متداولی مورد استفاده قرار گرفته و می گیرد نیز به عنوان ابزاری در جهت کنترل غیر فعال پل ها به اثبات رسیده است. تکیه گاه های الاستومری متداول مورد استفاده در پل ها با ایجاد نرمی و افزایش دوره تناوب طبیعی پل به منظور ایجاد فاصله در دوره تناوب پل با محدوده دوره تناوب حاکم ناشی از زمین لرزه های احتمالی در ساختگاه پل مدنظر می باشند. البته علاوه بر آن، با فراهم کردن میرایی مورد نیاز ، قابلیت استهلاک انرژی زلزله و کنترل تغییرمکان ها را نیز دارا می باشند. اما تکیه گاه الاستومری متداول معمولی که در بسیاری از پل های داخل کشور استفاده شده و می شود دارای میرایی پایینی بوده و عملا توانایی جذب و استهلاک انرژی زیادی را ندارند و در نتیجه در زلزله های شدید احتمال تغییرمکان های بیش از حد و حتی شکست تکیه گاه نیز وجود دارد. افتادن عرشه پل ناشی از شکست تکیه گاه و یا کافی نبودن طول نشیمن نیز پدیده دیگری است که در این راستا می تواند رخ دهد. نکته دیگر آن است که در تمامی کدها و آیین نامه ها هدف اصلی کنترل و محافظت از خود سازه پل (روسازه و پایه ها) و جلوگیری از آسیب و تغییرمکان بیش از حد آنهاست و آسیب دیدگی و یا حتی انهدام تکیه گاه الاستومر در اثر زمین لرزه های شدید بصورت ضمنی پذیرفته شده است. در نتیجه به نظر می رسد تمهیدات حفاظتی بیشتری، هم به منظور کنترل جابجایی ها و هم حفاظت از خود تکیه گاه الاستومر مورد نیاز است. ترکیب یک تکیه گاه الاستومر و یک کنترل کننده جابجایی یا محافظ می تواند از شکست تکیه گاه و جابجایی های بیش از اندازه جلوگیری کند. این پژوهش به ارزیابی عملکرد 3 نوع محافظ که جابجایی روسازه و همچنین تغییر شکل تکیه گاه الاستومری در حین زلزله را کنترل می کند، می پردازد که عبارتند از : 1) محافظ یا ایستاگر صلب 2) محافظ یا ایستاگر تسلیم شونده 3) محافظ یا ایستاگر ترکیبی یک پل واقعی تحت بارگذاری چندین زلزله معنادار قرار می گیرد و پاسخ های آن در شرایط مختلف و با استفاده از انواع محافظ ها و بدون آن ها مورد مقایسه و بررسی قرار می گیرد و با استفاده از نتایج بدست آمده سعی می گردد که حالت بهینه ای برای تکیه گاه های الاستومر این پل ارائه گردد. در انتها محافظ تکیه گاه بهینه انتخاب شده، در پل های دیگری با تعداد دهانه های متفاوت نیز مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج آن شامل تغییرمکان و برش پایه با حالت بدون استفاده از این محافظ مقایسه می گردد. نتایج بدست آمده حاکی از کارکرد مطلوب این محافظ در پاسخ لرزه ای پل (کنترل تغییرمکان ها، استهلاک انرژی زلزله و...) همراه با مقداری افزایش نیروی برش در پایه است که این افزایش نیروی برشی با توجه به بهبود سایر پاسخ های لرزه ای سازه کاملا قابل قبول به نظر می رسد و استفاده از این المان محافظ را در پروژه های واقعی توجیه پذیر می نماید.
- Abstract
- Using elastomeric bearings is one way for seismic retrofitting of bridges and they have been used in many different ways. The efficiency and capability of these bearings which perform as a seismic isolator have been proved and they are being frequently used in our country too. The duty of these bearings is to extend natural period of the bridge and put a gap between the natural period and the period of the earthquake. In addition, it can depreciate the energy of earthquake and control the movements by providing a suitable amount of damping. The elastomeric bearings used in bridges of our country usually have low damping ratio and in intensive earthquake they aren’t capable of controlling movements and absorbing the energy. Because of that the bridge may experience serious damages. Collapsing of deck is one the most important damages due to the failure of elastomeric bearings. The other thing is that all codes and regulations pay attention only to control and maintaining of structure of bridges and not the bearings. So that the damage or even failure of the bearing is accepted implicitly. Regarding the issues mentioned above, it seems that some further utilities are needed to control the movements of bridges and also maintaining the bearings. Combining an elastomeric bearing and a stopper can prevent the failure of the bearing and excessive movements. This paper evaluate performance of three kinds of stoppers: 1) rigid stopper 2) yielding stopper 3) hybrid stopper An as-built bridge is loaded under some famous earthquake records and its responses are recorded and compared in different situations. The results will be used to provide an optimum elastomeric bearings utilized with stopper. The final results show the desirable performance of this bearing including the limitation of movements and depreciation of earthquake energy with an acceptable raise in shear forces.
