دانشکده مهندسی عمران

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته عمران گرایش سازه

عنوان:

مطالعه رفتار پل های مورب دارای سیستم جداسازی لرزه ای  در برابر زلزله های افقی و قائم

استاد راهنما:

 آقای دکتر علیرضا میرزا گل تبار روشن

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
        امروزه به دلیل محدودیت روزافزون فضا و صرفه جویی های اقتصادی برای جلوگیری از طولانی تر شدن مسیر و افزایش ایمنی راه بهره گیری از پل های مورب اجتناب ناپذیر می باشد. موضوع مورب بودن پل باعث ایجاد رفتار متفاوت و بعضاً پیچیده در پل تحت اثر نیروهای وارد برآن خواهد گردید و با در نظر داشتن بحث وقوع زلزله در دهه های اخیر که باب جدیدی را در طراحی سازه ها گشود، بحث عملکرد لرزه ای پل های مورب برپیچیدگی رفتاری آن ها افزوده می باشد. توانایی و مزایای جداگرهای لرزه ای بعنوان ابزار کنترل غیرفعال نیروهای زلزله که به طراحان اجازه می دهد نیروهای زلزله وارد بر پایه ها و کوله های پل را کاهش داده و یا متعادل کنند، به خوبی به اثبات رسیده می باشد. در این پژوهش اثر همزمان مورب بودن پل و بهره گیری از جداساز لرزه ای هسته سربی ، در پاسخ لرزه ای پل ها مورد ارزیابی قرار گرفته می باشد که نتایج نشان می دهد بهره گیری از جداساز لرزه ای در پل های مورب می تواند بسیار مفید باشد و اثر فزاینده پاسخ لرزه ای پل های مورب را کاهش می دهد. به تعبیری دیگر تاثیر جداساز در کاهش پاسخ های لرزه ای پل های مورب به مراتب بیشتر از پل های غیر مورب می باشد. همچنین نتایح نشان می دهد در نظر گرفتن مؤلفه قائم در پل های مورب بدون جداساز که دارای دهانه قابل ملاحظه می باشند، می تواند باعث افزایش پاسخ لرزه ای چنین پل هایی گردد که بهره گیری از جداساز توانسته می باشد از این افزایش تا حدود زیادی بکاهد.
کلمات کلیدی : پل مورب، جداسازی لرزه ای، زلزله، افقی، قائم
 
عنوان           صفحه
فصل اول : مقدمه
   1-1- پیشگفتار     2
   1-2- هدف از پایان نامه حاضر.     3
   1-3- تعریف مساله و اظهار اهداف اصلی پژوهش..     4
   1-4- ساختار پایان نامه.     6
فصل دوم : رفتار پل ها در زلزله های گذشته  و روش های بهسازی پل ها
   2-1- مقدمه.     8
   2-2- تعریف پل های مورب..     8
   2-3- مطالعات صورت گرفته  بر روی پل های مورب..     9
   2-4 – خسارتهای وارده به پل ها در زلزله های گذشته.     12
   2-5- علل عمده آسیب پذیری لرزه ای و روشهای ترمیم و بهسازی پل ها     16
      2-5-1- عدم وجود نشیمنگاه کافی..     17
      2-5-2- روانگرایی و فرونشست کوله ها     17
      2-5-3-  زوال ستون     17
      2-5-4-  مقاومت خمشی و برشی تیر سرستون      18
      2-5-5-  زوال اتصالات      18
      2-5-6- زوال پی        19
  2-6- جداسازی لرزه ای به عنوان یک روش مقاوم سازی     19
  2-7- مفهوم و مکانیزم جداسازی لرزه ای پل ها      26
  2-8- انواع تکیه گاه های جداگر لرزه ای       29
      2-8-1- سیستمهای الاستومریک..    30
         2-8-1-1- تکیه گاه های جداکننده الاستومریک چند لایه مسلح شده توسط ورق های فولادی    30
         2-8-1-2- جدا کننده های  الاستومریک مسلح شده توسط الیاف    32
      2-8-2- سیستمهای جد اکننده لغزشی (اصطکاکی)    32
      2-8-3- سیستم جداکننده ترکیبی الاستومر و لغزنده ها    35
  2-9- مطالعات تحلیلی صورت گرفته جداسازی لرزه ای پل ها        37
      2-9-1- مقدمه.    37
      2-9-2- مطالعات تحلیلی و پارامتریک..    37
   2-10- تفاوت کاربرد جداسازی لرزه ای در پل ها با ساختمان        41
  2-11- کاربرد جداگرهای لرزه ای در پل ها در کشورهای مختلف        43
فصل سوم : مدل سازی، بارگذاری و روش تحلیل
   3-1- مقدمه.     46
   3-2- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی پل های مورد مطالعه.     47
   3-3- انتخاب شتاب نگاشت های مناسب     47
   3-4- روش های مقیاس کردن شتاب نگاشت ها     48
   3-5- رکورد های زمین لرزه مورد بهره گیری در تحلیل     49
   3-6- ضریب مقیاس شتابنگاشت مولفه های افقی     50
   3-7- ضریب مقیاس شتابنگاشت مولفه های قائم     51
   3-8- مشخصات پل های مورد مطالعه       52
   3-9- طریقه انجام مدل سازی و تحلیل پل ها       55
      3-9-1- مدل سازی پل های بدون جداساز       55
      3-9-2- اختصاص مفاصل پلاستیک به پل های بدون جداساز       56
      3-9-3- مدل سازی پل های جداسازی شده       56
   3-10- پارامترها و مشخصات جداساز هسته سربی در مدل سازی پل ها       57
   3-11- نمونه هایی از مدل سازی سه بعدی پل ها در نرم افزار SAP2000V14.2.2       58
فصل چهارم : مطالعه پاسخ لرزه ای پل های مورب دارای جداساز هسته سربی
   4-1- مقدمه.     61
  4-2-  نتایج حاصل از تحلیل پل ها در حالت تحریک دو جهته (بدون در نظر گرفتن مؤلفه قائم)     62
      4-2-1- مقایسه بیشترین برش پایه.    62
      4-2-2- مقایسه بیشترین برش کوله    67
      4-2-3- مقایسه بیشترین  نیروی محوری ستون    72
      4-2-4- مقایسه بیشترین نیروی محوری کوله    75
      4-2-5- مقایسه بیشترین پیچش پای ستون    78
      4-2-6- مقایسه بیشترین جابجایی (مطلق) گوشه عرشه    81
  4-3-  نتایج حاصل از تحلیل پل ها در حالت تحریک سه جهته (با در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم)     84
      4-3-1- مقایسه بیشترین برش پایه.    85
      4-3-2- مقایسه بیشترین برش کوله    89
      4-3-3- مقایسه بیشترین  نیروی محوری ستون    93
      4-3-4- مقایسه بیشترین نیروی محوری کوله    96
      4-3-5- مقایسه بیشترین پیچش پای ستون    99
      4-3-6- مقایسه بیشترین جابجایی (مطلق) گوشه عرشه    102
  4-4- مقایسه نتایج در دو حالت تحریک دو جهته (دو مؤلفه ای) و سه جهته (سه مؤلفه ای)       104
      4-4-1- مقایسه بیشترین برش پایه در دو حالت تحریک دو مؤلفه ای  و سه مؤلفه ای    105
      4-4-2- مقایسه بیشترین برش کوله در دو حالت تحریک دو مؤلفه ای  و سه مؤلفه ای    106
      4-4-3- مقایسه بیشترین نیروی محوری ستون در دو حالت تحریک دو مؤلفه ای و سه مؤلفه ای..    107
      4-4-4- مقایسه بیشترین پیچش پای ستون در دو حالت تحریک دو مؤلفه ای و سه مؤلفه ای..    108
  4-5- مطالعه ضریب حفاظت پایه پل های مورب       109
      4-5-1- مقایسه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در حالت تحریک یک جهته    110
      4-5-2- مقایسه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در حالت تحریک دو جهته (بدون مؤلفه قائم)    112
      4-5-3- مقایسه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در حالت تحریک سه جهته      114
      4-5-4- مقایسه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در سه حالت تحریک یک، دو و سه جهته      116
فصل پنجم : نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
   5-1- مقدمه.     120
   5-2- جمع بندی و نتیجه گیری..     121
   5-3- ارائه پیشنهادات..     123
   مراجع     124
  پیوست الف : ضوابط آیین نامه آشتو در مورد طراحی جداساز لرزه ای پل ها     128
   پیوست ب : ضوابط طراحی پل های جداسازی شده طبق آیین نامه یوروکد.     134
   چکیده (Abstract)     139
   عنوان (Title)      140
پیشگفتار
       در دنیای امروز راه های ارتباطی تأثیر مهمی را در ساختار اقتصادی،اجتماعی و سیاسی کشورها اعمال می‌کنند. هر راه برای اینکه مسافرین را سریع تر به مقصد برساند، بایستی از عوارض طبیعی مثل کوه ها، رودخانه‌ها و دره‌ها عبورکند و برای عبور از اکثر مناطق ذکر گردیده نیاز به وجود پل می‌باشد. همین امر اهمیت پل‌ها را دوچندان می کند. پل‌ها در شبکه راه های ارتباطی یک کشور، به خصوص در امور اقتصادی، نظامی و سیاسی تأثیر کلیدی و استراتژیک و تعیین کننده ای دارند. به همین دلیل پل‌ها هزینه های زیادی را متحمل اقتصاد یک کشور می‌کنند. پس حفظ و نگهداری و بازرسی های فنی و مدیریت پل بایستی با یک سیستم مدیریتی کامل انجام گردد تا از هدر رفتن هزینه های ملی و گزاف آن جلوگیری گردد.
       امروزه به دلیل محدودیت روزافزون فضا وصرفه جویی های اقتصادی برای جلوگیری از طولانی تر شدن مسیر و افزایش ایمنی راه بهره گیری از پل های بیه[1] اجتناب ناپذیر می باشد. موضوع مورب بودن پل باعث ایجاد رفتار متفاوت و بعضاً پیچیده در پل تحت اثر نیروهای وارد برآن خواهد گردید و با در نظر داشتن بحث وقوع زلزله در دهه های اخیر که باب جدیدی را در طراحی سازه ها افتتاح نمود بحث عملکرد لرزه ای پل های مورب بر پیچیدگی رفتاری آن ها افزوده می باشد. از طرفی، توسعه ارتباطات و لزوم بهره گیری بهینه از فضاهای شهری و همچنین محدودیتهای هندسی در هنگام عبور ازعوارض طبیعی سبب گردیده می باشد که پل های مورب بخش مهمی از سیستم حمل و نقل شهری و بین شهری را تشکیل دهند. در حقیقت پل های مورب در زمین لرزه های گذشته تحت اثر بارهای لرزه ای آسیب پذیرتر از پل های مستقیم بوده اند.
 
1-2- هدف از پایان نامه حاضر
        هدف از پایان نامه حاضر، آشنایی با سیستم جداساز لرزه ای، انواع جداگر ها و کاربرد جداساز لرزه ای هسته سربی در پل های مورب (بیه) به مقصود کاهش اثرات نیروهای جانبی می باشد. همچنین در این پژوهش ضوابط آیین نامه آشتو[2] در مورد طراحی جداسازهای لرزه ای مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. گویا پل های مورب نسبت به پل های معمولی تحت واکنش های اضافی می باشند، پس انتظار می رود با بکارگیری جداساز لرزه ای هسته سربی بتوان واکنش های اضافی پل های مورب را تا حدود قابل توجهی کاهش داد.
       از آنجایی که در واقعیت سازه ها در هنگام وقوع زلزله با تحریک دوجهته زلزله مواجه می باشند، پس در این پژوهش پل های مورب بدون جداساز و جداسازی شده، تحت تحریک دو جهته زلزله قرار گرفته اند. همچنین به مقصود تاثیر مؤلفه قائم زلزله ، پل های مورب تحت تحریک سه جهته ( با در نظر گرفتن مؤلفه قائم ) قرار  گرفته اند و پاسخ لرزه ای پل های مورب در دو حالت تحریک دو و سه جهته، ارزیابی و مقایسه شده اند.
شکل (1-1) نمونه ای از کاربرد تکیه گاه لاستیکی هسته سربی در پل ]1[
1-3- تعریف مساله و اظهار اهداف اصلی پژوهش
        توانایی و مزایای جداگرهای لرزه ای بعنوان ابزار کنترل غیرفعال نیروهای زلزله که به طراحان اجازه      می دهد نیروهای زلزله وارد بر پایه ها و کوله های پل را کاهش داده و یا متعادل کنند، به خوبی به اثبات رسیده می باشد. با در نظر داشتن انواع خسارت های وارد بر  پل ها در زلزله های گذشته که اکثرا بواسطه تخمین نادرست نیروهای زلزله می باشد، با بهره گیری از جداگرها می توان به نحو موثری در بهسازی پل های موجود و یا طراحی پل های جدید واقع در نواحی لرزه خیز بهره برد. در این پژوهش اثر همزمان مورب بودن پل و بهره گیری از جداساز لرزه ای هسته سربی، در پاسخ لرزه ای پل ها مورد ارزیابی قرار گرفته می باشد.
           برای این مقصود پل های مورد مطالعه به صورت سه بعدی به کمک نرم افزار  SAP2000V14.2.2 مدل شده اند. به مقصود ارزیابی پاسخ لرزه ای پل های مورب و تاثیر جداساز لرزه ای هسته سربی، پل ها با زوایای تورب 0 تا 50 درجه (با رشد 10 درجه) یکبار بدون جداساز و بار دیگر با جداساز لرزه ای مدل  شده اند. همچنین به مقصود نظاره اندازه تاثیرگذاری مؤلفه قائم زلزله بر پاسخ  لرزه ای پل های نامنظم و مورب، مدل ها تحت تحریک دو جهته (بدون در نظر گرفتن مؤلفه قائم) و بار دیگر تحریک سه جهته (با   در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم زلزله)، قرار گرفته اند. مورد هایی که مورد مطالعه قرار می گیرند عبارت می باشد از :

  • مطالعه برش پایه در پل های مورب بدون جداساز (تکیه گاه ثابت) و مقایسه آن با پل های جداسازی شده با جداساز لاستیکی هسته سربی، در حالت تحریک دو جهته زلزله (بدون در نظر گرفتن تاثیر مؤلفه قائم)
  • مطالعه بیشترین نیروی برشی و نیروی محوری کوله ها در پل های مورب بدون جداساز (تکیه گاه ثابت) و مقایسه آن با پل های جداسازی شده با جداساز لاستیکی هسته سربی، در حالت تحریک دو جهته زلزله (بدون در نظر گرفتن تاثیر مؤلفه قائم)
  • مطالعه بیشترین نیروی محوری ستون ها و بیشترین پیچش پای ستون در پل های مورب بدون جداساز (تکیه گاه ثابت) و مقایسه آن با پل های جداسازی شده با جداساز لاستیکی هسته سربی، در حالت تحریک دو جهته زلزله (بدون در نظر گرفتن تاثیر مؤلفه قائم)
  • مطالعه بیشترین جابجایی گوشه عرشه در پل های مورب بدون جداساز (تکیه گاه ثابت) و مقایسه آن با پل های جداسازی شده با جداساز لاستیکی هسته سربی، در حالت تحریک دو جهته زلزله (بدون در نظر گرفتن تاثیر مؤلفه قائم)
  • مطالعه تمام حالت های ذکر گردیده در حالت تحریک سه جهته و مقایسه آن با حالت تحریک دو جهته
  • مطالعه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در سه حالت تحریک یک جهته، دو جهته و سه جهته و مقایسه آن ها

 
1-4- ساختار پایان نامه
       کلیه مطالب این پایان نامه در پنج فصل می باشد که این فصول به تبیین زیر می باشد.
فصل اول : مقدمه و مروری بر ضرورت بهره گیری از جداسازی پایه در پل های مورب
فصل دوم : تعریف پل های مورب (بیه) و مطالعات صورت گرفته در خصوص پل های مورب، عملکرد پل ها در زلزله های اخیر و روش های بهسازی آن ها و مطالعات تاریحچه ای در مورد پل های دارای جداساز و تبیین اجمالی از انواع جداساز و کاربرد آن ها و تفاوت کاربرد جداسازی لرزه ای در پل ها با ساختمان
فصل سوم : چگونگی مدل سازی، بارگذاری و تحلیل پل های مورد مطالعه در پایان نامه حاضر
فصل چهارم : مطالعه نتایج حاصل از تحلیل پل های مورب با تکیه گاه ثابت و مقایسه نتایج با پل های مورب جداسازی شده با جداساز لرزه ای هسته سربی در دو حالت تحریک دو جهته و سه جهته و همچنین مطالعه ضریب حفاظت پایه پل های مورب در سه حالت تحریک یک ، دو و سه جهته
فصل پنجم : نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
پیوست الف : ضوابط آیین نامه آشتو در مورد طراحی جداساز لرزه ای پل ها
پیوست ب : ضوابط طراحی پل های جداسازی شده طبق آیین نامه یوروکد[3]

تعداد صفحه : 159
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار کارشناسی ارشد مهندسی عمران - گرایش سازه ها ی هیدرولیکی: بررسی پدیده آب شستگی در پایه پل ها

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران