عنوان پایان‌نامه
ارزیابی شکنندگی لرزهای پل‌های بتنی بزرگراهی با استفاده از تحلیل دینامیکی فزاینده و درنظرگرفتن اثر اندرکنش‌های خاک-سازه
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1651;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53595
- تاریخ دفاع
- ۲۱ مرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- یاسمین رفیع نظری
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- بررسی خرابی‌های ناشی از زلزله‌های گذشته نشان داده که پل‌ها از سازه‌های آسیب پذیر در برابر زلزله می‌باشند. عواقب این مسئله علاوه بر خسارت‌های جانی ناشی از خرابی پل و خسارت های مالی بازسازی آن، امدادرسانی بعد از زلزله و ارتباط سیستم حمل و نقل را تحت تاثیر قرار می‌دهد.هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد لرزهای یک پل بتنی بزرگراهی دو دهانه بر پایه‌ی فلسفه مهندسی زلزله بر اساس عملکرداست. عدم قطعیت در تقاضای لرزهای و ظرفیت سازه،نیاز به ابزار احتمالی را برای این ارزیابی روشن می‌سازد. از این¬رو، در این مطالعه از منحنی های شکنندگی استفاده شده¬است که احتمال رسیدن یا تجاوز از سطح خاصی از خرابی را به عنوان تابعی از بزرگی پارامتر حرکت زمین بیان می‌کند. برای تولید منحنی‌های شکنندگی از تحلیل دینامیکی فزاینده بهره¬گیری شده است. این تحلیل با انجام مجموعه‌ای از تحلیل‌های تاریخچه‌ی زمانی به صورت افزایشی صورت گرفته¬است. مدل سازی پل موردنظر در محیط اپن¬سیس صورت گرفته و اثر اندرکنش خاک و سازه با مدل کردن این اثر با فنر در نظر گرفته شده است. ده رکورد زلزله در دوازده گام مقیاس شده و به صورت فزاینده به مدل اعمال شده¬است. نتایج این تحلیل‌ها به صورت پارامتر تقاضای مهندسی دریفت در برابر پارامتر تقاضای لرزهای حداکثر شتاب زمین رسم شده¬است. پس از انجام تحلیل‌ها، با انجام آنالیز های آماری روی نتایج، احتمال وقوع سطوح مختلف خرابی، محاسبه شده و برحسب سطوح مختلف حرکت زمین ترسیم شده¬است. در گام بعدی اثر پیر شدگی با کاهش مساحت آرماتورها در نظر گرفته شده و منحنی¬های شکنندگی به صورت وابسته به زمان برای پس از پنجاه سال و پس از هفتادوپنج سال از عمر سازه توسعه داده شده¬است. سپس با آنالیز اقتصادی، هزینه معادل سالیانه هرسه مدل پس از ساخت، پس از پنجاه¬ سال و پس از هفتادوپنج سال به دست آمده¬است. از نتایج حالت اول برای مقایسه بین طراحی¬های مختلف استفاده می¬شود. نتایج دو حالت دیگر همراه با ترکیب کردن با گزینه¬های مختلف بهسازی، ابزاری برای تصمیم¬گیری در خصوص لزوم بهسازی و انتخاب روش بهسازی می¬باشد.
- Abstract
- Previous seismic damage assessment has proved that bridges are seismically vulnerable structures. Consequences of this issue is not limited to vital and economical losses during earthquake, but expanded to bridges’ role in relief and connection after earthquake. The purpose of this study is performance evaluation of a two span concrete highway bridge according to performance-based earthquake engineering philosophy. Uncertainties in seismic demand and capacity reveal the need to probabilistic tools in performance evaluation. Hence, in this study, fragility curves are applied which depict the probability of exceeding predefined damage states as a function of a ground motion parameter. Incremental dynamic analyses are used to develop fragility curves. These analyses consist of performing a series of time history analyses incrementally. The bridge is modeled in OpenSees and soil-structure interaction effect is considered by using springs. Ten earthquake records are scaled in twelve steps and applied to the model in an incremental manner. The results of analyses are represented in form of an engineering demand parameter (drift) versus a ground motion intensity parameter (peak ground acceleration). Applying statistical analyses, the probability of exceeding each damage state is calculated and depicted as a function of ground motion intensity. In the next step, the effect of aging is considering by reducing the area of reinforcement bars and time dependent fragility curves are developed for the model after fifty years and seventy five years. Finally, the equivalent annual loss of each of three models is estimated by economic analyses. Derived results of the first model can be used in choosing between different designed bridges to construct. And the results derived for last models can be used for deciding between retrofit procedures while integrated with different retrofit options.
