دانلود پایان نامه ارشد: اصلاح پاسخ پل‌های جداسازی شده تحت زلزله‌های نزدیک گسل با استفاده از میراگرهای الحاقی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش : زلزله

عنوان : اصلاح پاسخ پل‌های جداسازی شده تحت زلزله‌های نزدیک گسل با استفاده از میراگرهای الحاقی

دانشگاه آزاد

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

اصلاح پاسخ پل‌های جداسازی شده تحت زلزله‌های نزدیک گسل با استفاده از میراگرهای الحاقی

استاد راهنما :

دکتر غلامرضا قدرتی‌امیری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب:چکیده ---------------------------------------------------------------------- 1فصل اول « طرح مسئله »1-1 مقدمه------------------------------------------------------------------- 31-2 بیان مسئله--------------------------------------------------------------- 41-3 اهداف تحقیق------------------------------------------------------------ 51-4 کاربرد جداگرهای لرزه­ای در کشورهای مختلف---------------------------------- 7فصل دوم « عملکرد لرزه­ای پل­ها »2-1 عملکرد پل­ها در زلزله­های اخیر و روش­های به­سازی آن­ها------------------------- 132-1-1 کلیات----------------------------------------------------------------- 132-1-2 خسارت­های وارده به پل­ها در زلزله­های اخیر   ------------------------------- 142-1-3 علل عمده آسیب­پذیری لرزه­ای و روش­های ترمیم و بهسازی پل­ها---------------- 182-1-4 جداسازی لرزه­ای به عنوان یک روش مقاوم­سازی------------------------------ 212-2 پاسخ پل‌های جداسازی شده تحت زمین لرزه‌های نزدیک گسل--------------------- 272-2-1 تحلیل پاسخ زلزله------------------------------------------------------- 292-3 بررسی اثرات زلزله­های نزدیک گسل بر روی سازه­های مهندسی-------------------- 332-3-1 اصول اساسی و مشخصات زمین لرزه‌های نزدیک گسل------------------------- 332-3-1-1 مشخصات زمین لرزه‌های نزدیک گسل------------------------------------ 342-3-1-2 تفاوت کاربرد جداسازی در پل­ها با ساختمان­ها------------------------------ 512-4 جداسازی لرزه­ای پل­ها و انواع تکیه­گاه­های جداگر------------------------------- 532-4-1 مفهوم و مکانیزم جداسازی لرزه­ای پل­ها------------------------------------- 532-4-2 مقایسه انواع جداگرهای لرزه­ای و تجهیزات میرایی الحاقی مناسب برای هرکدام ----- 55فصل سوم « مطالعات تحلیلی و آزمایش­گاهی جداسازی لرزه­ای پل­ها »3-1 مقدمه------------------------------------------------------------------- 623-2 مطالعات تحلیلی و پارامتریک------------------------------------------------ 623-3 مطالعات آزمایشگاهی------------------------------------------------------- 643-4 ضوابط آیین­نامه­ای در مورد پل­های جداسازی شده------------------------------- 673-4-1 مقدمه---------------------------------------------------------------- 673-4-2 ضوابط آیین­نامه آشتو AASHTO در طراحی جداسازی لرزه­ای پل­های بزرگراهی------ 673-4-3 اثر بار زنده در طراحی لرزه­ای پل­ها----------------------------------------- 73فصل چهارم « ارزیابی اجرایی »4-1 فرآیند تحلیل------------------------------------------------------------- 754-2 استفاده از میراگر الحاقی در پل‌ها--------------------------------------------- 754-3 تحلیل دینامیکی غیرخطی پل­های جداسازی شده------------------------------- 884-3-1 مقدمه---------------------------------------------------------------- 884-3-2 بررسی عددی کاربرد جداگرهای LRB و FPS --------------------------------- 894-3-2-1 مدل­سازی پل­های جداسازی شده --------------------------------------- 904-3-2-2 مدل­سازی پل جداسازی نشده ------------------------------------------ 914-3-3 تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ------------------------------------------- 924-3-3-1 مقدمه ------------------------------------------------------------- 924-3-3-2 طراحی جداگرهای لرزه­ای --------------------------------------------- 934-3-3-2-1 فلسفه سیستم‌های جداساز لرزه‌ای ------------------------------------ 934-3-3-2-2 طراحی جداسازهای لاستیکی - سربی --------------------------------- 934-3-3-2-3 تحلیل ----------------------------------------------------------- 974-3-3-2-4 طراحی ---------------------------------------------------------- 984-3-3-2-5 مدل­سازی جداگرهای لرزه­ای----------------------------------------- 1024-3-3-3 مقیاس کردن شتاب­نگاشت­ها ------------------------------------------- 1034-3-3-4 مدل­سازی سیستم پل جداسازی نشده------------------------------------ 1064-3-3-5 مقایسه جداگرهای طراحی شده----------------------------------------- 1074-3-3-6 بررسی نتایج تحلیل­های دینامیکی --------------------------------------- 1084-3-3-6-1 بررسی شتاب وارد بر عرشه ------------------------------------------ 1084-3-3-6-2 بررسی تغییرمکان افقی جداساز--------------------------------------- 1104-3-3-6-3 بررسی برش پایه --------------------------------------------------- 111فصل پنجم « نتیجه­گیری و ارائه پیشنهادات »5-1 مقدمه ------------------------------------------------------------------ 1145-2 نتیجه­گیری-------------------------------------------------------------- 1155-3 پیشنهادات--------------------------------------------------------------- 117منابع------------------------------------------------------------------------ 122فهرست جداولجدول 2-1)------------------------------------------------------------------ 42جدول 2-2)------------------------------------------------------------------ 43جدول 2-3)------------------------------------------------------------------ 43جدول 2-4)------------------------------------------------------------------ 47جدول 2-5)------------------------------------------------------------------ 47جدول 2-6)------------------------------------------------------------------ 47جدول 2-7)------------------------------------------------------------------ 48جدول 2-8) انواع جداگرهای لرزه‌ای---------------------------------------------- 56جدول 2-9) مزایا و معایب جداگرهای لرزه‌ای--------------------------------------- 57جدول 2-10) وسایل مکمل برای تامین میرایی جداگرها------------------------------ 60جدول 4-1)------------------------------------------------------------------ 88جدول 4-2)------------------------------------------------------------------ 89فهرست شکل هاشکل 2-1: شکل‌های خسارت به علت نشیمنگاه ناکافی (راست: زلزله 1999 تایوان، چپ: زلزله 1995 کوبه)  16شکل 2-2: شکل‌های افزایش جابه‌جایی‌های پل به علت روانگرایی (زلزله 1995 کوبه)------- 16شکل 2-3: راست: شکل زوال ستون به علت قلاب ناکافی (زلزله 1994 نرتریج) ، چپ: فروریختن دهانه به علت چرخش پایه‌ها و فرونشست کوله‌ها (زلزله 1999 تایوان)--------------------------------------------- 16شکل 2-4: شکل‌های زوال ستون پل به علت مقاومت خمشی پایین (زلزله 1971 سان‌فراندو)- 17شکل 2-5: شکل‌های زوال ستون‌های مختلف به علت ضعف طراحی (زلزله 1994 نرتریج)--- 17شکل 2-6: شکل شکست پایه پل به علت عدم شکل‌پذیری خمشی (زلزله 1999 تایوان)----- 17شکل 2-7: شکل شکست برشی ستون (زلزله 1999 تایوان)---------------------------- 18شکل 2-8: شکل‌های پل Bai-Ho در تایوان (بالا) و سیستم جداسازی آن (پایین)----------- 23شکل 2-9: شکل‌های روگذر Bolu در ترکیه (راست) و زوال بالشتک آن (چپ)------------- 24شکل 2-10: شکل‌های پل Kodiac-Near Island که در آن 15 عایق لرزه‌ای از نوع بالشتک پاندول اصطکاکی بکار رفته است (آلاسکا)--------------------------------------------------------------------- 24شکل 2-11: شکل‌های پل Benicia-Martinez که در آن به ازای هر پایه دو عایق لرزه‌ای از نوع بالشتک پاندولی اصطکاکی بکار رفته است (کالیفرنیا)--------------------------------------------------------------- 25شکل 2-12: شکل‌های پل American River که در آن 48 عایق لرزه‌ای از نوع بالشتک پاندول اصطکاکی به‌کار رفته است (کالیفرنیا)---------------------------------------------------------------------------- 25شکل 2-13: شکل‌های پل I-40 و عایق لرزه‌ای به‌کار رفته در آن که از نوع بالشتک پاندول اصطکاکی می‌باشد (روی رود Mississipi)---------------------------------------------------------------------------- 25شکل 2-14: (a) ترک‌ها و خرد شدگی گوشه‌های بلوک‌ها در بالای پایه‌ها، (b) شکستگی دیوارهای باله‌ای در قسمت غربی      28شکل 2-15: طیف (با 5% میرایی) برای دو مولفه افقی از ایستگاه‌های (a) هوارگردی و (b) سلفوس. که برای مقایسه طیف پاسخ آیین‌نامه اروپا 8، در قسمت I  و نوع خاک A، نمایش داده شده‌اند----------------------- 29شکل 2-16: حداکثر تغییرمکان متقاطع روسازه در زمانی‌که توسط هر دوی بهترین و بدترین مولفه‌های سلفوس و هوارگردی تحریک شود. و هنگامی‌که توسط تاریخچه زمانی شبیه‌سازی شده EC8 تحریک شود: (a) مدل با میلگردهای کششی، (b) مدل بدون میلگردهای کششی------------------------------------------------------------- 30شکل 2-17: حداکثر نیروی برشی در نگه‌دارنده‌ها هنگامی‌که توسط بدترین مولفه سلفوس و هوارگردی و تاریخچه زمانی EC8 تحریک شود. ظرفیت‌های مقاومت دیوارهای کناری (تکیه‌گاه‌های 1 و 9) برابر 1700 کیلونیوتن و ظرفیت مقاومت تکیه‌گاه‌های متقاطع (تکیه‌گاه‌های 2 تا 8) برابر 3200 کیلونیوتن می‌باشد.--------------------------- 31شکل 2-18: حداکثر لنگر حول محور قائم در عرشه پل برای حالات مختلف، هنگامی‌که توسط بدترین مولفه از (a) تاریخچه زمانی هوارگردی، و (b) تاریخچه زمانی سلفوس، تحریک شود.------------------------------- 32شکل 2-19: حداکثر لنگر خمشی حول محور قائم. بار مبتنی بر بدترین مولفه بین تاریخچه‌های زمانی (a) هوارگردی، (b) سلفوس، می‌باشد.--------------------------------------------------------------------- 33شکل 2-20: مقایسه پاسخ زلزله بم در حوزه نزدیک و دور برای پریودهای مختلف---------- 35شکل 2-21: مقایسه پاسخ زلزله امپریال والی در حوزه نزدیک و دور برای پریودهای مختلف-- 35شکل 2-22: مقایسه نتایج حوزه نزدیک و دور گسل برای پریودهای مختلف--------------- 36شکل 2-23: الف) میانگین و میانگین به علاوه انحراف استاندارد تغییرمکان نسبی طبقات در روش تحلیل دینامیکی غیرخطی. ب) مقایسه میانگین و میانگین به علاوه انحراف استاندارد در روش دینامیکی غیرخطی با تغییرمکان نسبی طبقات بر مبنای روش استاتیکی 2800، استاتیکی و دینامیکی خطی دستورالعمل بهسازی.--------------------- 40شکل 2-24: (a) چرخه هیستریتیک نیرو- تغییرمکان جانبی، و (b) سطح تسلیم در جهات جانبی جداساز لاستیکی- سربی   42شکل 2-25: تاریخچه‌های زمانی شتاب و سرعت برای (a) زمین‌لرزه نزدیک گسل ثبت شده در ایستگاه TCU052 در زلزله Chi-Chi، و (b) زمین لرزه دور از گسل TCU052 ثبت شده در همان ایستگاه از یک رخداد دیگر.-------- 44شکل 2-26: مقایسه طیف شتاب نرمال شده (PGA زمین لرزه در 1g مقیاس شده است) برای زمین لرزه نزدیک گسل (خط پررنگ) و همان طیف برای زمین لرزه دور از گسل (خط تیره)-------------------------------- 44شکل 2-27: پاسخ‌های برش پایه در جهت طولی (a) پل A جداسازی نشده، (b) پل A جداسازی شده تحت زلزله نزدیک گسل و دور از گسل که در ایستگاه TCU 102 با PGA برابر 0.34g ثبت شده است.------------------ 45شکل 2-28: پا پاسخ‌های برش پایه در جهت طولی (a) پل B جداسازی نشده، (b) پل B جداسازی شده تحت زلزله نزدیک گسل و دور از گسل که در ایستگاه TCU 102 با PGA برابر 0.34g ثبت شده است.------------------ 45شکل 2-29: پاسخ‌های برش پایه در جهت طولی در شاه‌تیر (a) پل A جداسازی نشده، (b) پل A جداسازی شده تحت زلزله نزدیک گسل و دور از گسل که در ایستگاه TCU 102 با PGA برابر 0.34g ثبت شده است. ---------- 46شکل 2-30: پاسخ‌های تغییرمکان نسبی جانبی جداساز لاستیکی سربی برای (a) پل A جداسازی شده (پرود کوتاه)، و (b) پل B جداسازی شده (پریود متوسط)، توسط زمین لرزه دور از گسل با PGA برابر با 0.34g.-------- 46شکل 2-31: پاسخ‌های تغییرمکان نسبی جانبی جداساز لاستیکی سربی برای (a) پل A جداسازی شده (پرود کوتاه)، و (b) پل B جداسازی شده (پریود متوسط)، توسط زمین لرزه نزدیک گسل با PGA برابر با 0.34g.------- 47شکل 2-32: رابطه بین برش پایه حداکثر و (a) PGV/PGA، (b) انرژی زمین لرزه E‌‌i، و (c) سرعت طیفی Sv در پریود 0:78 ثانیه برای پل A جداسازی شده (تناوب کوتاه) با زمین‌لرزه‌های ورودی نزدیک گسل که در حین زلزله Chi-Chi       49شکل 2-33: رابطه بین برش پایه حداکثر و (a) PGV/PGA، (b) انرژی زمین لرزه E‌‌i، و (c) سرعت طیفی Sv در پریود 1:12 ثانیه برای پل B جداسازی شده (تناوب متوسط) با زمین‌لرزه‌های ورودی نزدیک گسل که در حین زلزله Chi-Chi    49شکل 2-34: رابطه بین تغییرمکان طولی حداکثر و (a) PGV/PGA، (b) انرژی زمین لرزه E‌‌i، و (c) سرعت طیفی Sv در پریود 0:78 ثانیه برای پل A جداسازی شده (تناوب کوتاه) با زمین‌لرزه‌های ورودی نزدیک گسل--------- 50شکل 2-35: رابطه بین تغییرمکان طولی حداکثر شاه‌تیر و (a) PGV/PGA، (b) انرژی زمین لرزه E‌‌i، و (c) سرعت طیفی Sv در پریود 1:12 ثانیه برای پل B جداسازی شده (تناوب متوسط) با زمین‌لرزه‌های ورودی نزدیک گسل-- 50شکل 2-36: رابطه بین نسبت تنزل برش پایه و مقدار PGV/PGA برای (a) پل A (تناوب کوتاه)، و (b) پلB (تناوب متوسط) توسط زمین لرزه‌های دور از گسل که در حین زلزله Chi-Chi تایوان ثبت شده‌اند.---------------- 51شکل 2-37: نمونه‌ای از یک پل جداسازی شده لرزه‌ای-------------------------------- 52شکل 2-38: جزئیات محل اتصال عرشه پل به کوله آن-------------------------------- 53شکل 3-1: شکل شماتیک مدل پل با مقیاس -------------------------------------- 64شکل 3-2: شکل جزئیات قطعه جداگر مورد بررسی---------------------------------- 65شکل 3-3: شکل مقایسه پاسخ زیرسازه بین پل جداسازی شده (پایین) و پل معمولی (بالا)--- 66شکل 3-4: سختی تانژانتی سیستم جداسازی--------------------------------------- 71شکل 3-5: شکل رابطه نیرو- تغییرمکان سیستم‌های با نیروی مقاوم ثابت----------------- 71شکل 4-1: میراگر سیال نصب شده در پل Seo-Hae---------------------------------- 76شکل 4-2: نمای پل Seo-Hae--------------------------------------------------- 76شکل 4-3: موقعیت نصب میراگرهای سیال لزج------------------------------------- 76شکل 4-4: پل Ok- Yeo--------------------------------------------------------- 77شکل 4-5: نمای پل و محل نصب میراگر------------------------------------------- 77شکل 4-6: میراگر نصب شده در پل Ok-Yeo---------------------------------------- 77شکل 4-7: میراگرهای مورد استفاده در پل Ok –Yeo--------------------------------- 78شکل 4-8: پل Chun-Su-------------------------------------------------------- 78شکل 4-9: میراگر نصب شده در پل Chun-Su--------------------------------------- 78شکل 4-10: پل E-Po---------------------------------------------------------- 79شکل 4-11: میراگر نصب شده در تکیه‌گاه پل E-Po---------------------------------- 79شکل 4-12: میراگرهای طولی و عرضی در محل درز انبساط--------------------------- 79شکل 4-13: پل Kang-Dong----------------------------------------------------- 80شکل 4-14: میراگر نصب شده در پل Kang- Dong----------------------------------- 80شکل 4-15: میراگر عرضی نصب شده در پل Dong-Yun------------------------------ 80شکل 4-16: جابه‌جایی پل در حالت‌های مختلف میرایی برای تکیه‌گاه‌های مختلف تحت زلزله Imperial Valley          82شکل 4-17: جابه‌جایی پل در حالت‌های مختلف میرایی برای تکیه‌گاه‌های مختلف تحت زلزله Northridge     82شکل 4-18: شتاب وارده به پل در حالت‌های مختلف میرایی برای تکیه‌گاه‌های مختلف تحت زلزله Imperial Valley    83شکل 4-19: شتاب وارده به پل در حالت‌های مختلف میرایی برای تکیه‌گاه‌های مختلف تحت زلزله Northridge         84شکل 4-20: جابه‌جایی تحمیلی به پل تحت زلزله Imperial Valley برای حالت‌های مختلف میرایی    84شکل 4-21: جابه‌جایی تحمیلی به پل تحت زلزله Northridge برای حالت‌های مختلف میرایی 84شکل 4-22: شتاب تحمیلی به پل تحت زلزله Imperial Valley برای حالت‌های مختلف میرایی 85شکل 4-23: شتاب تحمیلی به پل تحت زلزله Northridge برای حالت‌های مختلف میرایی--- 85شکل 4-24: پیکربندی رایج جداساز و تجهیزات میرایی الاستیک الحاقی (SED : میراگر الاستیک الحاقی)     87چکیدهپل‌های جداسازی شده با استفاده از جداگرهای لرزه‌ای، نسبت به زلزله‌های دور از گسل پاسخ بسیار مناسبی دارند. بدین معنی که با جدا نمودن این پل‌ها میزان شتاب وارده بر عرشه، برش پایه و همچنین جابه‌جایی نسبی عرشه نسبت به پل جدا نشده کاهش می‌یابد. این موضوع در پاسخ این پل‌ها نسبت به زلزله‌های نزدیک گسل دیده نمی‌شود. با بررسی رکورد زمین­لرزه­های نزدیک گسل مشاهده شد که این زمین لرزه­ها نسبت به زمین لرزه­های دور از گسل تغییرمکان­های شدیدی را تولید می­کنند که می­تواند سیستم جداسازی را به شرایط بحرانی ببرد، لذا برای جلوگیری از این رخداد لازم است از سیستم مضاعفی (مانند میراگرهای الحاقی) جهت اصلاح پاسخ پل­­هایی که تحت این زمین لرزه­ها قرار می­گیرند استفاده نمود.در این تحقیق سعی خواهد شد تا این معایب با استفاده از میراگرهای الحاقی برطرف گردند و به یک پاسخ مناسب برای این پل‌ها دست یافته شود.1-1 مقدمهتقریباً در تمامی زلزله­های بزرگ، تخریب پل­ها در اثر فروریزش و تخریب پایه­ها مشاهده شده است. آسیب دیدگی پل­ها در زلزله­های سال 1994 نرتریج و سال 1995 کوبه به همگان ثابت کرد که معیار مقاومت به تنهایی هرگز برای تضمین ایمنی پل­ها و عملکرد مناسب آن­ها در حین زلزله کفایت نمی­کند. تا به­حال تحقیقات بسیاری با هدف یافتن روش­های منطقی برای محافظت پل در زلزله­های شدید انجام شده است که در این میان جداسازی لرزه­ای راه حلی مناسب برای کاهش نیروهای ناشی از زلزله تا حد ظرفیت الاستیک اعضای سازه می­باشد. بدین ترتیب اعضای سازه پل از ورود به ناحیه غیرخطی مصون مانده که این به معنای سالم ماندن سازه پل در حین زلزله می­باشد.ایده اصلی در جداسازی لرزه­ای، کاهش فرکانس پایه ارتعاش سازه و رساندن آن به مقداری کمتر از فرکانس­های حاوی انرژی غالب زلزله می­باشد. به بیانی دیگر، جداسازی لرزه­ای موجب افزایش پریود ارتعاشی سازه می­شود و آن را از پریودهای حاوی انرژی غالب زلزله دور می­کند. بدین ترتیب انرژی ورودی به سازه ناشی از زلزله با جداسازی لرزه­ای کاهش می­یابد. دیگر مزیت جداسازی لرزه­ای فراهم نمودن وسیله­ای جهت اتلاف انرژی می­باشد که انرژی وارد شده به سازه در نقاط معدود و به­صورت کنترل شده تلف شود. بدین ترتیب تخریب و آسیب دیدگی در نقاطی خاص متمرکز شده و امکان تعویض این قطعه پس از زلزه وجود خواهد داشت.در حال حاضر پل­های بزرگراهی ایران دارای سه نوع عمده تکیه­گاه فلزی، بتنی و الاستومری می­باشند که از میان تکیه­گاه­های الاستومری به دلایل فنی و اقتصادی ذکر شده در ذیل بخش عمده­ای از تکیه­گاه­های پل­ها را تشکیل می­دهند:
  1. دارای وزنی سبک بوده و به راحتی نصب می­شوند علاوه بر این، فضای کمی را اشغال می­کنند.
  2. نیاز به تعمیرات ندارند.
  3. دچار زنگ زدگی نمی­شوند و دارای قطعات متحرک نیستند.
  4. با سطوح نامنظم تماس خوبی برقرار می­کنند.
  5. در هر دو جهت امکان تغییرشکل و حرکت دارند.
  6. میرایی ارتعاشی خوبی دارند.
  7. صرفه­جویی اولیه و دراز مدت در هزینه و زمان دارند.
  8. در برابر هوازدگی مقاومت خوبی دارند.
9. در برابر مواد نفتی و شیمیایی از مقاومت خوبی برخوردارندتعداد صفحه : 145قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

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

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید