12063

12063

بررسي آسيب پذيري لرزه اي پل هاي قوسي بتني چند قابي با استفاده از منحني هاي شكنندگي

كارشناسي ارشد

عمران - مهندسي زلزله

مهر ماه 1392

مهر ماه 1392

دكتر غلامرضا قدرتي اميري

چكيده پل ها در خطوط ارتباطي از اهميت ويژه اي برخوردار هستند، به نحوي كه چنانچه به هر دليل پلي تخريب گرديده و يا آسيب ببيند امكان بهره برداري از آن مسير تا زمان تعمير پل وجود ندارد. ساخت راه ها و بزرگراه ها در شرايط و موقعيت هاي ويژه، همچون تعويض كننده ها و رمپهاي ورودي و خروجي بزرگراهي و نيز در محل دره ها، كاربرد پلهاي داراي قوس افقي (قوس در پلان) را ضرورت مي بخشد. در اين سازه ها، پيچش قابل توجه حول محور پل و لزوم محدود كردن ارتفاع پل بويژه در تعويض كننده هاي چند سطحي، پلهاي جعبه اي پيش تنيده را بعنوان گزينه ارجح مطرح مي كنند. مروري بر نقشه هاي پلهاي موجود در ايالت كاليفرنيا نشان مي دهد كه بسياري از پلهاي بتني تك قابي با مقطع جعبه اي، داراي دو دهانه مي باشند. در اين كلاس پل، درصورتيكه تعداد دهانه ها از سه دهانه تجاوز نمايد، پل به صورت چند قابي (داراي درز مياني در دهانه) ساخته مي شود. همچنين پلهاي دره اي، بدليل ماهيت ناهموار مسيري كه از آن مي گذرند، نياز به ستون هايي با ارتفاع هاي نامساوي و غير يكنواخت دارند. در چنين حالتي هر چند كه ممكن است پاسخ روسازه نسبتاً يكنواخت باشد، نياز شكل پذيري هر يك از ستون ها با ستون هاي ديگر بسيار متفاوت خواهد بود. در برخي موارد، نياز شكل پذيري زياد ستون هاي كوتاه تر، مي تواند پيش از آنكه ستون هاي مجاور بتوانند بطور كامل در پاسخ مشاركت كنند، باعث بروز گسيختگي شود. تركيب اين نامنظمي ارتفاعي پل با هندسه قوسي آن، بر پيچيدگي رفتار لرزه اي پلهاي قوسي دره اي مي افزايد. آسيب پذيري لرزه اي پلهاي قوسي بتني چند قابي با شاهتير جعبه اي كه از دره عبور مي كنند در اين مطالعه مورد بررسي قرار مي گيرد. به اين منظور، مدل هاي نياز لرزه اي احتمالاتي براي پلهاي بتن مسلح 4دهانه با پايه هاي چند ستوني دايره اي توليد مي شوند. پارامتر اصلي مدل نياز، اختلاف ارتفاع پايه هاي پل مي باشد. بدين ترتيب، پنچ نمونه پل شامل يك پل با پايه هاي يكنواخت و 4 پل با پايه هاي غيريكنواخت و مقادير مختلف اختلاف ارتفاع ستون ها، مدلسازي خواهند شد. يك مجموعه 100تايي از ركوردهاي زلزله به همراه عدم قطعيت هايي در هندسه پل (طول و عرض دهانه، ارتفاع ستونها و ....) و خصوصيات مصالح (مقاومت فشاري بتن، مقاومت تسليم فولاد، سختي جانبي و دوراني شمع ها و .... ) در نظر گرفته مي شود و نهايتاً 100 مدل پل- زلزله براي هر يك از 5 حالت ارتفاع پايه ها، توليد شده و مدلها بوسيله آناليز تاريخچه زماني غيرخطي، تحليل نياز لرزه اي احتمالاتي مي شوند. سپس بر روي مدلهاي نياز، آناليز رگرسيون انجام شده و با تركيب ضرايب رگرسيون حاصل با مدلهاي ظرفيت، و انتخاب حداكثر شتاب زمين (PGA) بعنوان پارامتر معرف شدت حركت زمين، منحني هاي شكنندگي در سطح اعضا و سيستم پل، در چهار سطح آسيب كم، متوسط، گسترده و كامل، براي 5 نمونه پل مورد نظر توليد مي گردند. نتايج حاصل از آناليز شكنندگي كلاس پل انتخابي، حاكي از تشديد آسيب پذيري لرزه اي پلها در سطح اعضا و سيستم پل، با افزايش ميزان نامنظمي هندسي در ارتفاع آنها مي باشد. واژه‌هاي كليدي: پل قوسي بتني، آسيب پذيري لرزه اي، منحني شكنندگي، اختلاف ارتفاع پايه ها، مفصل مياني.