بررسی رفتار غیرخطی پایه‌ها در پلهای دارای پایه مورب
افشین کلانتری
چکیده
پلهای مورّب به دلیل وضعیت هندسی ویژه، رفتار پیچیده‌ای را در زمان وقوع زلزله از خود نشان می‌دهند. بروز پاسخهای همزمان پیچشی و انتقالی در این سازه‌ها و در دسترس نبودن یا پرهزینه بودن استفاده از نرم‌افزارهای مناسب تحلیل دینامیکی غیرخطی، تعیین عوامل تخریب و نقاط ضعف احتمالی این پلها را دشوار می‌سازد. شناسایی رفتار دینامیکی یک پل مورّب به هنگام وقوع زلزله و تحقیق در مورد عوامل تخریب آن با روش تحلیل غیرخطی، هدف این مطالعه بوده است.
در این راستا، ابتدا رفتار دینامیکی غیرخطی پل مورّب بتن مسلح فوت‌هیل (Foothill)، با طراحی مدل دینامیکی سه‌بعدی آن در نرم‌افزار اجزای محدود OpenSees، محاسبه و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر دو مؤلفه طولی و عرضی زمین‌لرزه صورت گرفت. سپس، نتایج به دست آمده برای پل مورّب با پل معمولی مقایسه، منحنی‌های تاریخچه زمانی جابه‌جایی گرههای گوشه عرشه، نیروی محوری و لنگر پیچشی همراه با مقادیر حداکثر نیروی برشی و لنگر خمشی ارزیابی و بررسی گردید.
نتایج عددی، مبیّن تأثیر قابل توجّه تورّب پایه‌ها در نحوه پاسخ دینامیکی پل مورّب فوت‌هیل و کاهش ظرفیت باربری آن بر اثر عمل همزمان پیچش و نیروی محوری بر روی ستونهای بحرانی است.. وجود مدهای رفتاری با فرکانس‌های ارتعاشی نسبتاً نزدیک به هم از مشخصه‌های نمونه مورد مطالعه بوده‌است. اهم نتایج این مطالعه عبارتند از:
– بیشتر بودن پریود مدهای پل مورّب تحلیل شده از پل معمولی مطالعه شده متناظر با آن؛
– امکان وقوع ضربه در زمان ارتعاش در محل تکیه‌گاهها بر اثر تغییرمکان جانبی گوشه‌های عرشه؛
– وقوع شکست در پایه پس از زلزله بر اثر اعمال بار محوری به همراه پیچش قابل توجه.
واژه‌های کلیدی
پلهای مورّب، تحلیل غیرخطی، پاسخ پیچشی، نرم‌افزار OpenSees، تأثیر همزمان پیچش و نیروی محوری
بررسی رفتار غیرخطی پایه‌ها در پلهای دارای پایه مورب
/در نشریات /توسط adminچکیده
پلهای مورّب به دلیل وضعیت هندسی ویژه، رفتار پیچیده‌ای را در زمان وقوع زلزله از خود نشان می‌دهند. بروز پاسخهای همزمان پیچشی و انتقالی در این سازه‌ها و در دسترس نبودن یا پرهزینه بودن استفاده از نرم‌افزارهای مناسب تحلیل دینامیکی غیرخطی، تعیین عوامل تخریب و نقاط ضعف احتمالی این پلها را دشوار می‌سازد. شناسایی رفتار دینامیکی یک پل مورّب به هنگام وقوع زلزله و تحقیق در مورد عوامل تخریب آن با روش تحلیل غیرخطی، هدف این مطالعه بوده است.
در این راستا، ابتدا رفتار دینامیکی غیرخطی پل مورّب بتن مسلح فوت‌هیل (Foothill)، با طراحی مدل دینامیکی سه‌بعدی آن در نرم‌افزار اجزای محدود OpenSees، محاسبه و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر دو مؤلفه طولی و عرضی زمین‌لرزه صورت گرفت. سپس، نتایج به دست آمده برای پل مورّب با پل معمولی مقایسه، منحنی‌های تاریخچه زمانی جابه‌جایی گرههای گوشه عرشه، نیروی محوری و لنگر پیچشی همراه با مقادیر حداکثر نیروی برشی و لنگر خمشی ارزیابی و بررسی گردید.
نتایج عددی، مبیّن تأثیر قابل توجّه تورّب پایه‌ها در نحوه پاسخ دینامیکی پل مورّب فوت‌هیل و کاهش ظرفیت باربری آن بر اثر عمل همزمان پیچش و نیروی محوری بر روی ستونهای بحرانی است.. وجود مدهای رفتاری با فرکانس‌های ارتعاشی نسبتاً نزدیک به هم از مشخصه‌های نمونه مورد مطالعه بوده‌است. اهم نتایج این مطالعه عبارتند از:
– بیشتر بودن پریود مدهای پل مورّب تحلیل شده از پل معمولی مطالعه شده متناظر با آن؛
– امکان وقوع ضربه در زمان ارتعاش در محل تکیه‌گاهها بر اثر تغییرمکان جانبی گوشه‌های عرشه؛
– وقوع شکست در پایه پس از زلزله بر اثر اعمال بار محوری به همراه پیچش قابل توجه.
واژه‌های کلیدی
پلهای مورّب، تحلیل غیرخطی، پاسخ پیچشی، نرم‌افزار OpenSees، تأثیر همزمان پیچش و نیروی محوری