عنوان پایان‌نامه
بررسی آسیب پذیری و شیوه های بهسازی لرزه ای پل های موجود
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1356;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44055
- تاریخ دفاع
- ۰۴ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- امیر میرزایی میلانی
- چکیده
- فروریختن تعداد زیادی از پل¬ها در زلزله¬های گذشته، آسیب¬پذیری پل¬های موجود را آشکار ساخت. پس از وقوع این زلزله¬ها، بخصوص زلزله 1971 سان فرناندو، یک سری تجدید نظرهای اساسی در آیین¬نامه¬های طراحی و روش¬های اجرایی انجام گرفت و برنامه¬های بهسازی مختلفی به منظور بهبود عملکرد لرزه¬ای پل¬ها اتخاذ شد. در ابتدا این برنامه¬ها تنها بر افزایش مقاومت و شکل-پذیری تک تک اجزای پل مبتنی بود. در سه دهه اخیر، روش¬های مختلفی مبنی بر کاهش تقاضاهای نیرویی و تغییرمکانی وارد بر پل¬ها ابداع شده است. در این میان، جداسازی لرزه¬ای به عنوان یک ابزار قدرتمند برای کاهش اثرات تخریبی زلزله¬ها، مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این تحقیق، پس از مروری بر آسیب¬پذیری و روش¬های سنتی بهسازی لرزه¬ای پل¬ها، رفتار دو نوع متداول جداگرهای لرزه¬ای، شامل تکیه¬گاه¬های لاستیکی- سربی و تکیه¬گاه¬های پاندول اصطکاکی و تأثیر آنها بر پاسخ لرزه¬ای پل¬ها، ارزیابی شده است. اهداف اصلی این تحقیق عبارتند از: (1) بررسی عملکرد پل¬های جداسازی شده با جداگرهای لاستیکی- سربی و پاندول اصطکاکی، (2) بررسی تأثیر تغییرات پارامترهای طراحی هر یک از این دو نوع جداگر بر پاسخ لرزه¬ای پل¬ها و یافتن مقادیر بهینه این پارامترها و (3) مقایسه پارامتریک خصوصیات پاسخ این دو نوع جداگر. به منظور نیل به این اهداف، یک پل سه دهانه پیوسته با شاهتیرهای فولادی و دال بتنی درجا به عنوان نمونه انتخاب شده و در نرم افزار SAP2000 به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. حدود 540 تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی با اعمال شش جفت رکورد زمین لرزه به مدل پل، انجام گرفته است. نتایج تحلیل حاکی از آن است که برای هر دو نوع جداگر، پریود جداسازی 3 ثانیه پاسخ بهینه را نتیجه می دهد. همچنین با در نظر گرفتن مقاومت تسلیم جداگر لاستیکی- سربی برابر 5/7 درصد وزن کل عرشه و ضریب اصطکاک جداگر پاندول اصطکاکی برابر 06/0، می توان به بهترین عملکرد پل دست یافت. مقایسه این دو نوع جداگر نشان می دهد که جداگر پاندول اصطکاکی در کاهش تقاضاهای لرزه¬ای منتقل شده به زیرسازه مؤثرتر است.
- Abstract
- The large number of bridge collapses that have occurred in the past earthquakes exposed the vulnerabilities in existing bridges. After these earthquakes, specially the 1971 San Fernando earthquake, a series of fundamental revisions to design codes and construction practice were accompanied by the developing of different retrofitting programs, in order to enhance the seismic performance of bridges. At first, these programs were based on increasing the strength and ductility of the individual components of the bridge. In the last three decades, a variety of methods, based on reducing the force and displacement demands on bridges, has been invented. Among these methods, seismic isolation as a powerful tool for reducing the damaging effects of earthquakes has attracted more attention. In this study, a review of vulnerabilities and conventional methods of seismic retrofit of bridges is followed by assessment of the behavior of two common isolator types, including the Lead-Rubber Bearings (LRB) and the Friction Pendulum Bearings (FPB) and their impact on the seismic response of bridges. The main objectives of the research are (i) to investigate the performance of bridges isolated by LRB and FPB, (ii) to investigate the effects of variation of design parameters of these two isolator types on the seismic response of bridges and to attain the optimum values for these parameters, and (iii) to carry out a parametric comparison between these two isolator types. In order to accomplish these objectives, a three-span continuous slab-on-girder steel bridge is selected and modeled in SAP2000 commercial program. A total of about 540 nonlinear time history analyses are carried out by applying six pairs of earthquake ground motions to the bridge model. The analyses results imply that for both types of isolators, the period of isolation of 3 seconds acquire the optimum response. It is also concluded that the best performance of the bridge is achieved by taking the yield strength of the LRB about 7.5 percent of the total deck weight and the friction coefficient of the FPB about 0.06. Comparison of these two isolator types demonstrates that the FPB is more effective in reducing the seismic demands transmitted to the substructure.
