پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران

مشخص نشده 7 MB 29416 169
مشخص نشده مشخص نشده مهندسی عمران
قیمت قبل:۶۷,۴۰۰ تومان
قیمت با تخفیف: ۲۴,۸۵۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  •  

    پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

    در رشته مهندسی عمران گرایش سازه

    بهمن ماه   1393 

    چکیده:

    در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری در زمینه بهسازی و مقاوم سازی ساختمان ها در کشور ما صورت گرفته ولی با این حال در زمینه سازه های زیربنایی همانند پل ها هنوز مجموعه کاملا مدونی ارائه نشده است. بسیاری از پل های موجود در کشور ما براساس آئین نامه های قدیمی طراحی شده اند که با دگرگونی آئین نامه ها این پل ها توان لازم برای تحمل زلزله های متوسط تا قوی را ندارند. در همین راستا آسیب پذیری لرزه ای پل شهید حقانی تهران به صورت تفصیلی مورد مطالعه قرار گرفته است، بررسی تفصیلی به دو صورت کیفی و کمی انجام می شود لذا نیروهای اعضای اصلی پل از جمله ستون ها و دیگر اجزا با استفاده از تحلیل دینامیکی طیفی محاسبه و براساس آئین نامه 95 FHWA با استفاده از روش نسبت ظرفیت به تقاضا، نقاط ضعف احتمالی پل بیان می شود. نسبت های کوچکتر از یک مورد ارزیابی برای بهسازی قرار خواهند گرفت و در نهایت با توجه به مسائل اقتصادی و اجرایی، بهسازی مد نظر قرار می گیرد و طرح های لازم برای بهسازی ارائه می شود. پل مورد مطالعه بتنی و در پلان دارای قوس می باشد، مدل سازی پل بوسیله نرم افزار SAP 2000 V15 انجام شده است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان از ضعف پل در برخی قسمت ها دارد. نسبت ظرفیت به تقاضای خمشی و محوری برخی از پایه های پل به خصوص پایه های میانی نامناسب بوده که نیاز به مقاوم سازی دارند. کوله های پل و پایه های موجود در زیر آن مناسب ارزیابی می شوند. عرشه سلولی پل از دیدگاه خمشی و برشی مورد ارزیابی تحلیلی قرار گرفت و کفایت آن تأیید شد. طول وصله و محل وصله آرماتور ها مناسب ارزیابی می شود. درخصوص پهنای نشیمن مورد نیاز، مشکلی مطابق آیین­نامه مشاهده نشد، اما از آنجا که عرشه پل نسبت به کوله­ها مورب است، مؤلفه طولی نیروی زلزله در نشیمن­گاه هم واکنش طولی و هم عرضی دارد بنابراین پیشنهاد می شود عرشه به وسیله میل مهار به نشیمن گاه متصل شود. برای جلوگیری از حرکت خاک در هنگام زلزله از بین پایه های کوله باید تدابیر لازم اتخاذ شود. در نهایت براساس اصول مهندسی ارزش و بررسی های انجام شده پیشنهاد می شود که مقاوم سازی پایه ها به روش پس کشیدگی خارجی توسط الیاف های CFRP ارزیابی و انجام شوند.

    واژه‌های کلیدی: آسیب پذیری، نسبت ظرفیت به تقاضا، طرح لرزه ای، پل های بتن آرمه

    فصل 1: بیان گفتار

     

     

    1-1- مقدمه

    اهمیت در نظر گرفتن اثرات زلزله در طراحی سازه های مهندسی برای اولین بار در سال 1923 پس از آسیب های مخرب زلزله کانتو[1] (جزیره هونشو[2] در ژاپن) به رسمیت شناخته شد. در آن روزها پل ها بر اساس فن آوری از ایالات متحده آمریکا، انگلستان، آلمان و فرانسه بدون توجه به اثرات اختلالات لرزه ای ساخته می شدند. آسیب های معمولی بر اثر زلزله در آن زمان به صورت تغییر مکان جانبی بود، که این عامل باعث فروپاشی کل سیستم پل می شد این یک آسیب معمول بود که اثرات لرزه ای در آن در نظر گرفته نمی شد، یا وقتی که طراحی لرزه ای به ویژه برای پایه کافی نبود، این نوع آسیب در سال 1920 تا1950 بیشتر در پل ها نمایان شد. از همین رو اقدامات متقابل لرزه ای پس از زلزله 1923 کانتو آغاز شد. روش نیروی جانبی استاتیکی معادل با استفاده از ضریب لرزه ای 1/0-3/0 بر اساس روش طراحی تنش مجاز، که اغلب به روش ضریب لرزه ای نامیده می شود به عنوان روشی برای مقابل با نیروی زلزله تعیین شد و برای اولین بار در طراحی پل ها در سال 1927 به ثبت رسید. از آن زمان بر اساس آسیب لرزه ای و پیشرفت تحقیقات عمل طراحی لرزه ای بهبود یافت. ولی با این حال هنوز دانش طراحی در مرحله اولیه و بیشتر برای اطمینان از عملکرد لرزه ای بود به همین خاطر بسیاری از عوامل مهم دیگر مانند میدان حرکت واقعی زمین، شکل پذیری و پاسخ دینامیکی و نکات دیگر در طراحی ها شامل نمی شد ولی این شروعی بود برای مقابله با اثر زلزله بر سازه.

    2-1- هدف از تحقیق و اهداف آن

    2

    در حین وقوع زلزله تنها ساختمان ها نیستند که تحت تاثیر نیروی زلزله قرار می گیرند پل ها هم در این بین به عنوان سازه های مهم تحت تاثیر تحریکات لرزه ای قرار می گیرند. در هر کشوری راه و راه آهن به عنوان شریان های حیاتی یک کشور، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار هستند. در زمان جنگ و یا بحران های دیگر مثل زلزله این راه ها به عنوان اصلی ترین راه ها برای کمک رسانی محسوب می شوند و در صورتی که دچار آسیب شوند جایگزین کردن آنها کاری بسیار مشکل است. لازمه‌ی استفاده‌ی بی‌وقفه از این نوع سازه ها این است که خسارت‌‌های وارده به آنها به حداقل میزان ممکن کاهش یابد، به طوری که بدون محدودیت ترافیکی قابل بازسازی مجدد باشد. بررسی‌ها اینگونه نشان می‌دهد که پل‌های ساخته شده در چند دهه اخیر ضعف‌های عمده‌ای در طراحی و اجرا دارند. این پل‌ها معمولاً به صورت ثقلی طراحی شده و ضوابط خاص لرزه‌ای در آنها لحاظ نشده است. از طرفی بر خلاف سازه‌های مسکونی، به منظور عملکرد بی وقفه پل‌ها بعد از وقوع زلزله بایستی شرایط بهره برداری را داشته باشند. در طراحی بسیاری از پل های گذشته به دلیل نبود دانش طراحی لازم در زمان ساختشان، اثرات تخریبی زلزله در نظر گرفته نمی شد. وقوع شکست و خرابی های متعدد در زلزله های گذشته در کشور های مختلف نظیر 1995 کوبه ژاپن[3]، 1994 نورثریج  کالیفرنیا[4] در ایالات متحده، نشان دهنده مقدار آسیب پذیری این سازه ها در برابر زلزله بود. از آنجا که در قرن گذشته زمین لرزه هایی که در ایران به وقوع پیوست اکثراً در محدوده شهر های بزرگ نبوده است و همچنین از آن سو که پل ها توسط نهاد های دولتی و تحت نظارت بهتری نسبت به ساختمان های معمولی طرح و اجرا می گردند خوشبختانه تاکنون شاهد خرابی های شدید از این نوع سازه ها در ایران نبودیم اما بررسی پل ها در سطح تهران مشخص کرده است در صورت وقوع زمین لرزه های نسبتاً شدید آسیب دیدگی این پل ها دور از انتظار نیست.

    با توجه به مطالب فوق بهسازی رفتار لرزه ای پل های موجود را می توان از جمله اقدامات بسیار موثر در کاهش هزینه ها و تلفات ناشی از زلزله در نظر گرفت مقاوم سازی لرزه ای شامل دو گام اساسی، بررسی رفتار لرزه ای سازه های موجود و سپس بررسی روش های ارتقای رفتار لرزه ای می باشد. این بررسی ها علاوه بر کاربردشان برای مقاوم سازی لرزه ای سازه های موجود، با مشخص کردن نقاط ضعف سازه، وسیله موثری در جهت افزایش دانش طراحی لرزه ای و بهبود کیفیت طراحی و اجرای سازه های جدید فراهم می آورند. قبل از اینکه روش های مقاوم سازی لرزه ای را برای یک سازه به کار بریم باید دانست که سازه در کدام قسمت و با چه کیفیتی آسیب پذیر است. جهت تشخیص این آسیب پذیری نیز روش های گوناگونی وجود دارد که در کل به دو دسته روش های کیفی و روش های کمی تقسیم بندی می­گردند. در حقیقت هدف از ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای، تعیین میزان خطر لرزه ای طبقه بندی شده ای است که با استفاده از نتایج کمی، پل را تهدید می کند.

    هدف از این تحقیق جمع آوری اطلاعات در خصوص ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای یکی از پل های شهر تهران می باشد همانطور که می دانیم لزوم انجام مطالعات ارزیابی آسیب پذیری و همچنین بهسازی پل ها که به عنوان سرمایه ملی مطرحند، خصوصا برای پل هایی که با آیین نامه های قدیمی طرح و اجرا شده اند امری حیاتی است. ولی از آنجا که انجام این گام ها برای تمام انواع پل ها امکان پذیر نیست طی این تحقیق برخی روش های مهم و کاربردی جهت مقاصد ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل ها تشریح می شود. فرآیند ارزیابی و گام های انجام آن در بسیاری از پل ها مشابه است، لذا با استفاده از برخی تشابهات درروند ارزیابی تحلیلی پل ها، نتایج این تحقیق را  می توان در برخی موارد که ذکر خواهد شد به پل های بتنی با سیستم عرشه دو عنصری و ستون های قابی شکل تعمیم داد. این موضوع جای تحقیق بسیار دارد و شایسته است تا محققین، افق های باز تحقیقاتی را به صورت دقیق و تفصیلی ادامه دهند تا با شناخت ضعف پل ها و اجرای  طرح های بهسازی لرزه ای، هنگام وقوع زلزله شاهد آسیب دیدگی های شدید این سازه های حساس نباشیم.

    - ساختار پایان نامه

    تحقیق حاضر در پنج فصل به شرح زیر تدوین شده است:

    فصل اول به کلیات اختصاص داده شده است و مقدمه ای بر اهداف تحقیق و ضرورت آن اشاره دارد.

    فصل دوم انواع خرابی های وارد بر پل ها ناشی از زلزله را مورد دید قرار داده است، برهمین اساس دلایل این خرابی و نقاط ضعف پل ها مورد بررسی قرار گرفته، همچنین تحقیقات انجام شده در زمینه طراحی و آسیب پذیری پل ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

    در فصل سوم به تشریح روش های ارزیابی آسیب پذیری پل ها، حالات طراحی، روش های مدل سازی و تعیین آسیب پذیری لرزه ای پل ها به روش های کیفی و کمی پرداخته شده است.

    فصل چهارم در این فصل ابتدا مشخصات و وضعیت موجود پل مورد مطالعه قرار گرفته است سپس مدل سازی پل و بارگذاری آن انجام شده و با خروجی گرفتن نتایج و تحلیل آنها، اعضای دارای ضعف لرزه ای معرفی می شوند، در نهایت لزوم بهسازی پل بر اساس مفاهیم مهندسی ارزش تعیین می شود و گزینه هایی به عنوان بهسازی اعضا پیشنهاد می شود. 

    فصل پنجم به نتایج کلی گرفته شده از تحقیق اشاره می کند و پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی محققان در این زمینه معرفی می کند.

     

    فصل 2:
    کلیات و تاریخچه آسیب های وارده به
    پل ها در زلزله های گذشته

     

     

    2-1- مقدمه

    اولین باری که آئین نامه ها اثرات زلزله را در طراحی دخالت دادند در سال 1923 میلادی بود که از آن زمان تا به امروز آئین نامه ها پیوسته دچار تغییر و دگرگونی بوده اند. زلزله های اتفاق افتاده در دهه 90 میلادی در بسیاری از کشور ها باعث دگرگونی بسیاری از آئین نامه ها شد. بسیاری از خرابی ها ناشی از نقص های آیین نامه های طراحی لرزه ای گذشته بوده اند و گاهاً به دلیل
    فلسفه ی نادرست طراحی، وقوع زلزله در سازه منجر به خسارت گردیده است. مطالعات کاملی در گذشته بر روی خسارات وارده به پل ها توسط محققین مختلف از جمله پریستلی و همکاران در سال 1996 انجام پذیرفته است که در ادامه فصل به انواع خسارات وارده و عوامل مؤثر بر آن ها پرداخته می شود [1].

    2-2- اثر زلزله های بزرگ برپل ها

    زلزله نورثریچ کالیفرنیا، در سال 1994 زلزله‌ای به‌شدت 7/6 ریشتر منطقه نورثریچ کالیفرنیا را لرزاند و باعث  به وجود آوردن خساراتی وحشتناک به بزرگراه‌ها ساختمان ها و پل ها شد بسیاری از پل ها به خاطر ضعف در طراحی لرزه ای فرو ریختند گسل ها باعث جابجایی زمین و پایه ها شدند که این عامل منجر به سقوط بسیاری از پل ها شد. پل کادلاک در نورثریچ آمریکا در سال 1991 با استفاده از شمع های بزرگ درجاریز در اطراف هر دو کوله خود برای جلوگیری از حرکت عرضی مقاوم سازی شده بود. پای ستون تا حدی بوسیله مهارهای سنگی مقاوم سازی شده بودند، جهت تقویت سرستون ها از غلاف های فولادی استفاده شده بود آسیب دیدگی این پل در هنگام زلزله ی نورثریچ نسبتاً جزئی بود و به جز نشست پشتی کوله ها و نشست دال معبر خسارات جدی سازه ای نداشت. دلیل اصلی آسیب های وارده بر این پل به علت نوع خاک و انحراف زیاد پل بود. پل بتنی سینگا در دهه ی 1960 در نورثریج ساخته شده بود. در این زلزله ستون های غیر شکل پذیر این پل در برش خسارت دیدند و تحت اثر وزن پل فرو ریختند [2].

    زمین لرزه کوبه ژاپن، دقیقاً یک سال بعد از زلزله نورثریچ زلزله دیگری رخ داد زمین‌لرزه کوبه یا زمین‌لرزه بزرگ هانشین[5]، زمین‌لرزه‌ای بود با بزرگای گشتاوری 8/6 یا با بزرگی 3/7 درجه در مقیاس ریشتر، که در ۱۷ ژانویه ۱۹۹۵ در ساعت ۵:۴۶ صبح شهر کوبه در ژاپن را به مدت 20 ثانیه لرزاند و در هم کوبید. این زمین‌لرزه یکی از بدترین رویدادهای طبیعی در ژاپن بود که خسارات شدیدی به بار آورد و باعث خرابی بسیاری از پل‌ها و سازه‌های دیگر شد. تخریب گسترده ستون پل های فولادی که برای اولین بار در جهان رخ داد باعث تعجب همگان شد، تا قبل از وقوع زلزله کوبه بسیاری از مهندسین تصور می کردند که پل های با روسازه فولادی به دلیل جرم کمتر روسازه حتی اگر زیر سازه های آنها غیر شکل پذیر باشند در مقایسه با پل های با روسازه های بتن مسلح در برابر زلزله ایمن هستند. این گزارش خوشبختانه طی زلزله کوبه، با وقوع شکستگی و فروریختگی تعداد زیادی از پایه های بتن مسلح که رو سازه فولادی بر رویشان قرار داشت نادرستی خود را نشان داد. یکی از پل های آسیب دیده در کوبه ژاپن پل فاک[6] بود، در اثر زلزله تمامی پایه های بتن مسلح دچار آسیب های خمشی تا برشی در میانه ارتفاع (جایی که تعدادی از میلگردهای طولی بدون طول مهاری کافی قطع شده بودند) گردیدند. میزان حرکت زمین بزرگ تر از حرکت در نظر گرفته در طراحی بود. حرکت قوی در امتداد قائم نیز مشاهده شد. پایه های فولادی دچار کمانش موضعی در جان و بال مقطع مستطیلی ناشی از نیروی افقی زلزله شدند، سپس خرابی در جوش گوشه اتفاق افتاد و عرشه با کاهش مقاومت عمودی پایه ها نشست کرد. به علت عملکرد ضعیف نشیمن گاهها آسیب های بسیاری به روسازه وارد شد. مطالعات نشان داد که نیاز شکل پذیری در پایه پل از نیاز شکل پذیری سیستم بیشتر بوده و به این ترتیب ضعف سازه ای به همراه اثرات مستقیم، گسیختگی را برای پل رقم زد. دلیل اصلی خرابی پل فاک ظرفیت برشی کم ستون ها، روانگرایی خاک و گسترش جانبی زمین بود. شکست برشی ستون ها در ناحیه با طول گیرایی ناکافی میلگردها و همین طور به دلیل مقدار خاموت ناکافی در این ناحیه اتفاق افتاد. در تصویر (2-1) نمایی از تخریب ستون پل فاک و در تصویر (2-2) مکانیسم خرابی این پل از لحظه وقوع آسیب های کوچک تا زمان تخریب کامل پایه نشان داده شده است [1].

    سه مساله مهم در طراحی و ضعف این پل وجود داشت :

    -  تنش برشی مجاز بیش از حد بر آورده شده می باشد. تنش برشی مجاز مورد نیاز در آیین نامه های اخیر کمتر از  %60 مقدار بکار رفته در طراحی این پل است.

    -  طول مهاری ناکافی میلگرد های طولی قطع شده در میانه ارتفاع

    -  مقدار خاموت ناکافی

    Abstract:

    In recent years we saw significant improvement in the development and retrofitting of buildings in our country but in the case of Infrastructure such as bridges there isn't a compiled collection yet.

    The structure of most of the bridge in our country are based on the old regulations that according to the recent change in regulations they are not able to tolerate moderate and strong earthquakes. In this regard, we examine the shahid haghani highway bridge in Tehran in details, based on seismic vulnerability.

    The study that has been conducted in this project is both quantitative and qualitative so the power of the main structure of the bridge is analyzed using dynamic and according to regulation FHWA 95 using capacity relative to demand, the weak point of the bridge is discussed. The portions that are less than one case will examine for better construction and finally due to the economic and administrative issues, upgrading is considered and plan for improvement are presented.

    Studied bridge is concrete and has arc in plan; bridge modelling has performed by software SAP 2000 V 15. Results acquired from analyses indicate bridge weakness in some parts. Ratio of capacity to flexural and axial demand of some the bridge bases particularly middle bases is unsuitable that requires resistant making. It was evaluated that bridge abutments and bases available under it are suitable. Bridge cellular deck was evaluated from flexural and cutting view and it`s adequacy confirmed. It was evaluated that patch length and patch place of armatures are suitable. Regarding required seat width, any problem according to code was not observed. But since bridge deck than abutment is skewed, length component of earthquake force in seat has linear and lateral reaction. So it is suggested, deck is connected to seat by stay rod. In order to prevent soil movement at earthquake time through abutment bases, necessary measures should be taken. Finally, on the basis of value engineering principles and performed studies, it is suggested that bases resistant making are evaluated and performed by method of external withdrawal by CFRP fibres.

    Key words: Vulnerability, Using capacity relative to demand, Seismic design, Concrete bridge

    مراجع

    [1] Kazuhiko, kawashima., (2010)., “Seismic Design Response Modification, and Retrofit of Bridges”, Department of Civil Engineering Tokyo Institute of Technology Meguro, Japan.  vol. 59. pp. 5-35.

    [2] Mitchell, d., Bruneau, m., Williams, m.; Anderson, d., Saatcioglu, m., and Sexsmith, r., (1995)., “Performance of bridges in the 1994 Northridge earthquake”, Journal, Civil Engineering.vol. 22.  pp. 415-427.

    [3] Gasemi, h., Cooper, j.d., Imbsen, r., Piskin, h., Inal, f., and Tiras, a., (2000)., “The November 1999 Duzce Earthquake: Post-Earthquake Investigation of the Structures on theTEM ”, Publication. FHWA - RD -00-146.

    [4] P.chang, ltuang., Yaau, t.hse., Antonio, nanni., (2000)., “Ease Sment and Proposed Structural Repaier Strate Gies For Bridge Piers in Taivan Damaged by the ji-ji Earthquake”, Conf. on Advanced Composite Materials in Bridges and Structures, Ottawa, Canada. vol. 9. pp. 593-600.

    [5] Jennings, s.p.c., Et, al., (2002)., “Engineering Features Of The San Fernando Earthquake February 9,1971”,. Laboratory Report EERL 71-02, California Institute of Technology.

    [6] Rashidi, s., Saadeghvaziri, m.ala., (1997)., “Seismic Modeling of Multi-Span Simply-Supported Bridges Using ADINA”, Computers & Stryctures, vol. 64. pp. 1025-1039.

     [7] افراسیابی، ع.، (1377)، "بررسی امکان فرو افتادن عرشه پل ها در هنگام زلزله"، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران- زلزله، دانشکده فنی- دانشگاه تهران.، ص 7-33.

    [8] Nielson, b.g., and DesRoches, r., (2007)., “Seismic performance assessment of simply supported and continuous multi span concrete girder highway bridges”, Journal of Bridge Engineering, vol. 12. pp. 611-620.

    [9]. Priestley, m.j.n., F. seible., Calvi, g.m., (1996)., “Seismic Design and Retrofitof Bridges”,  New York, NY: John Wiley & Sons. pp. 586-589.

    [10] Japan Road Association., (1998)., “Reference For Seismic Retrofit of Existing Highway Bridges”, Maruzeh, Tokyo., Japan.vol. 195. pp.35-45.

    [11] Fujino, y., Hashimoto, s., and Abe, m., (2005)., “Damage Analysis of Hanshin Expressway Viaducte during 1995 Kobe Earthquake., I: Residual Inclination of Reinforced Concrete Piers”, Journal of Bridge Engineering ASCE. vol. 10. pp. 40-61.

    [12] Shigeki, unjoh., Toru, terayama., Yukio, adachi., Jun-ichi, hoshikuma., (2000)., “Seismic retrofit of existing highway bridges in Japan”, Journal: Cement & Concrete Composites., vol. 22. pp. 2-23.

    [13] AASHTO (1996) Standard Specifications For Highway Bridges, 16 th ed., American Association Of State Highway and Transportation Offucials, Washington D.C.

     [14] AASHTO (2012) LRFD Bridge Design Specification American Association of State Highway & Transportation Officials 6th Edition Washington D.C.

    [15] Zand, k., (1999)., “Seismic Vulnerability of Highway Bridges in Iran”, Proceedings of Third International Conference on Seismology and Earthquake Engineering (see3), Tehran, Iran. vol. 2. pp. 1015-1020.

     [16] Maheri, m. r. (1990) “Engineering Aspects of the Manjil, Iran Earthquake of 20 June 1990”, Afield Report by EEFIT Earthquake Engineering Field Investigation Team, Institute of Structural Engineering, London.

    [17] علی اکبر معین فر، عباس مهدویان، و ابراهیم مالکی.، (1373)، ”مجموعه اطلاعات پایه زلزله های ایران“، ناشر، تهران، مؤسسه نمایشگاههای فرهنگی ایران.

     [18] ATC/FHWA ( 1983).,  “Seismic Retrofitting Guidelines for Highway Bridges”, Report ATC-6-2, Applied Technology Council,  Redwood City, California. Also Published by Federal Highway Administration as Report FHWA. RD-83-007.

    [19] Zahrai, s.m., Bruneau, m., (1998)., “Impact of Diaphragms on Seismic Response of Straight Slab-on-Girder Steel Bridges”, ASCE, Journal of Structural Engineering vol. 124. pp. 938-947.

    [20] Kotsoglou, a.n., Pantazopoulou, s.j., (2009). “Assessment and modeling of embankment participation in the seismic response of integral abutment bridge”, Bulletin of Earthquake Engineering 2009, Springer, Issue. vol. 7. pp. 343 - 361.

     [21] نیکنام، ا.، (1369).، " لزوم معاینه پل های موجود با به کارگیری روش های تحلیل دینامیکی و بالا بردن مقاوت آنها با سیستم ایزولاسیون پایه ها"، مجموعه مقالات ارائه شده در اولین کنفرانس بین المللی پل، دانشگاه صنعتی امیر کبیر.

    [22] تهرانی زاده، م و افتخاری، م.، (1374)، "تاثیر سیستم های لرزه جدایش بر رفتار دینامیکی پل ها در برابر زلزله"، چاپ اول، تهران، موسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

    [23] حاجی رسولی ها، ا.، (1378)، " تحلیل دینامیکی غیر خطی پل های بتنی"، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه، دانشکده عمران- دانشگاه صنعتی شریف. ص17-35.

     [24] Banon, h., Biggs, j,m., Irvine, m., (1981)., “Seismic Damage in Reinforced Concrete Frames”, ASCE. Journal of Structural Engineering, vol. 107. pp. 1705-1812.

    [25] Powell, g.h., Allahabadi, r.,(1988), “Seismic Damage Prediction by Deterministic Methods: Concepts and Orucedures”, Earthquake Engineering and Structural dynamics,.  vol. 16. pp. 719-734.

    [26] Williams, m.s., Sexsmith, rg., (1995)., “Seismic Damage Indices For Concrete Structures”, Astate- of-the- Review: Earthquake Spectra., vol. 30. pp. 320-350.

    [27] Sorac, s., (1998)., “Seismic Damage Assessment of Steel Frames” ASCE, Journal of Structural Engineering, vol. 124. pp. 530-545.

    [28] معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری.، (1390)، "راهنمای بهسازی لرزه ای پل ها"، نشریه 511 – معاونت نظارت راهبردی دفتر نظام فنی اجرایی.

    [29] معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی.، ( 1386 )، " دستورالعمل طراحی پل های فولادی "- نشریه شماره 395 - دفتر نظام فنی و اجرایی.

    [30] Dolce, m., Kappos, a., Zuccaro, g., Coburn, a.w., (1994)., “Report of the EAEE Working Group 3: Vunerability and Risk Analysis”, Proceedings of 10th European Conference on Earthquake Engineering, Vienna. vol. 8. pp. 130-138.

    [31] Yao, j.p., Toussi, s., and Sozen, m.a., (1982)., “Damage Assessment from Dynamic Response Measurements,” Proceedings, Ninth U.S National Conference on AppliedMechanics, ASME, vol. 5. pp. 315-322.

    [32] Agrawal, j., Blokley, d., Woodman, n., (2003)., “Vulnerability of Structural Systems,” Structural Safety, vol. 25. pp. 263-268.

    [33] Lind, n.c., (1995). “A Measure of Vulnerability and Damage Tolerance” Reliability Engineering and System Safety. vol. 48. pp. 1-6.

    [34] Petrovski, j., Nocevski, n., Milutinovic, z., Vlaski, v., (1991)., “Development of Vulnerability Functions of Non-Earthquake Resistant Apartment Buildings based on the Observed Damage after Skpoje 1963 Earthquake and Comparsion of the Selected Vulnerability Functions “, Institute of Earthquake Engineering and Engineering Seismology, University "Cyril and Methodios", Skopje, Yugoslavia.

    [35] SAP 2000., “Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures: Analysis Refrence Manual (2007) ”, Computer and Structures, Inc, Berkeley,CA

    [36] FHWA., (1995)., “Seismic Retrofitting Manual for Highway Bridges", FHWA-RD-95-052., Mclean: office of Engineering and HighWay operations R and D, 16 ed.

    [37] FHWA., (2006)., “Seismic Retrofitting Manual for Highway Structures": Part 1 – Bridges, Federal Highway Administration., Report: FHWA-RD-04-XXX, Jan 2006, Virginia.

    [38] Chen, w,f., Duan, l., (1999)., “Bridge Engineering Handbook”, CRC Press, Florida, USA.

    [39] طاحونی ، ش.، (1390) ", طراحی پل"، انتشارات دانشگاه تهران.

    [40] قلی پور. ی و بیرقی.  ح.، (1380) ",مبانی مهندسی ارزش"، تهران، انتشارات ترمه.

    [41] جبل عاملی، ف م.، قوامی فر، ک.، عبایی ، م.، ( 1383) ", جایگاه مهندسی ارزش در مدیریت پروژه "، تهران، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

    [42] Yan, xiao., AND Hui, wu., (2003)., “Retrofit of Reinforced Concrete Columns Using Partially Stiffened Steel Jackets”, Journal of Structural Engineering, vol. 129. pp. 119-129.

    [43] Teng, j.g., Chen, j.f., Smith, s.t., and Lam, l., (2002).,  “FRP Strengthened RC Structures”, (John Wiley, and Sons,. West Sussex, England, vol. 2. pp. 1-10, 100- 108, 148-236.

    [44] Seible, F., Priestley, m.j.n., Hegemier, g.a., and Innamorato, d., (1997). “Seismic Retrofit of RC Columns With Continuous Carbon Fiber Jackets”, Journal of Composites For Construction. vol. 3. pp. 1, 52-62

    [45] Zamani, Nejad, S., and Rahaee, a,r., (2004)., “Performane Accesment of Strengthened Concrete Components with FRP and Compare to Carbon Fibers”., MSc. Thesis, Amir Kabir Universit. pp. 2-7-19.

    [46] Lopez, a., Galati, n., Alkhardaji, t., Antonio, nanni., (2007).,“ Strengthening of a Reinforced Concrete Bridge With Externally Bonded steel Reinforced Polymer (SRP)”. Journal of Structural Engineering  , USA. vol. 89. pp. 3-9.

    [47] Sadeghian, p., Shekari, a.h., and Mousavi, f., (2009)., “Stress and strain behavior of slender concrete columns retrofitted with CFRP composites.” Journal of Reinforced Plastics and Composites, SAGE, vol. 28. pp. 19, 2387-2396

    [48] Esfahani., m,r., and Kianoush, m.r., (2005)., “Axial compressive strength of reinforced concrete columns wrapped with fiber reinforced polymers”, International Journal of Engineering transactions., B: Application. vol. 18. pp. 9-19.

  • فصل 1: بیان گفتار ......................................................................................................................1

    1-1- مقدمه .............................................................................................................................................................. 2

    1-2- هدف از تحقیق و اهداف آن ..................................................................................................................... 2

    1-3- ساختار پایان نامه........................................................................................................................................... 5

    فصل 2: کلیات و تاریخچه آسیب های وارده به پل ها در زلزله های گذشته..........................6

    2-1- مقدمه............................................................................................................................................................... 7

    2-2- اثر زلزله های بزرگ برپل ها ..................................................................................................................... 7

        2-2-1- تغییر مکان های لرزه ای............................................................................................................. 13

        2-2-2- آسیب دیدگی های کوله.............................................................................................................. 15

        2-2-3- آسیب های ایجاد شده در سطح عرشه................................................................................... 16

        2-2-4- آسیب دیدگی های نشیمن گاه (کلید های برشی).............................................................. 17

        2-2-5- بررسی رفتار لرزه ای پایه های پل............................................................................................ 18

        2-2-6- آسیب های وارده به دال های دسترسی یا پیش دال ها.................................................... 22

        2-2-7- تأثیر ساختار هندسی بر سازه پل............................................................................................. 23

        2-2-8- شکست  فنداسیون ..................................................................................................................... 24

        2-2-9- آسیب پذیری تکیه گاه و اتصالات ........................................................................................... 24

        2-2-10- خرابی های قابل قبول از نظر آئین نامه آشتو .................................................................. 25

        2-2-11- خرابی های غیر قابل قبول از نظر آشتو.............................................................................. 25

        2-2-12- اثرات تخریبی زلزله بر پل های ایران .................................................................................. 27

    2-3- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها ............................................................................ 28

    2-4- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها در ایران............................................................. 30

        2-4-1- تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی آسیب پذیری کمی پل ها.................................... 30

    2-5- معیارهای عملکردی................................................................................................................................... 32

    2-6- خلاصه فصل :............................................................................................................................................. 34

    فصل 3: ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل ها به روش کمی و مبانی نظری آنها...................35

    3-1-  مقدمه.......................................................................................................................................................... 36

    3-2- حالات حدی طراحی و ارزیابی سازه.................................................................................................... 36

         3-2-1- حالات حدی اعضا........................................................................................................................ 36

         3-2-2- حالات حدی سازه....................................................................................................................... 37

    3-3- ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای................................................................................................................ 38

    3-4- روش های ارزیابی آسیب پذیری............................................................................................................ 38

        3-4-1- روش های طبقه بندی.................................................................................................................. 39

        3-4-2- روش های بازرسی و امتیازدهی................................................................................................. 40

        3-4-3- روش های تحلیلی ارزیابی آسیب پذیری................................................................................ 40

        3-4-4- روش های آزمایشگاهی ارزیابی آسیب پذیری....................................................................... 40

    3-5- ارزیابی تحلیلی آسیب پذیری پل ها..................................................................................................... 41

    3-6- ارزیابی تفصیلی آسیب پذیری مطابق با FHWA – 95 ................................................................. 41

        3-6-1- جمع آوری اطلاعات در خصوص پل مورد نظر..................................................................... 41

        3-6-2- بازرسی محلی................................................................................................................................. 41

        3-6-3- ارزیابی کمی اجزای پل................................................................................................................ 42

    3-7- مطالعات کمی آسیب پذیری پل............................................................................................................ 42

        3-7-1- دستورالعمل ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل..................................................................... 42

    3-8- روش های ارزیابی آسیب پذیری پل ها مطابق دستورالعمل FHWA – 95.............................. 43

        3-8-1- روش ارزیابی براساس نسبت ظرفیت به تقاضا ..................................................................... 43

        3-8-2- روش ارزیابی براساس مقاومت جانبی سازه پل .................................................................... 47

    3-9- مبانی مدل سازی سازه ای...................................................................................................................... 48

        3-9-1- مدل واقعی ..................................................................................................................................... 48

        3-9-2- ساخت مدل آزمایشگاهی با ابعاد کوچکتر از ابعاد واقعی................................................... 48

        3-9-3- به کار گیری مدل تحلیلی........................................................................................................... 49

    3-10- انتخاب روش مدل سازی تحلیلی....................................................................................................... 49

        3-10-1- روش های گوناگون مدلسازی سازه پل................................................................................. 50

    3-11- رفتار سازه پل.......................................................................................................................................... 54

        3-11-1- سازه با رفتار الاستیک خطی.................................................................................................. 54

        3-11-2- سازه با شکل پذیری محدود.................................................................................................... 54

        3-11-3- سازه با شکل پذیری زیاد.......................................................................................................... 54

    3-12- روند کلی ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پل ها.......................................................... 55 

    3-13- خلاصه فصل.................................................................................................................................................56

    فصل 4: ارزیابی لرزه ای پل شهید حقانی تهران....................................................................57

    4-1- مقدمه............................................................................................................................................................ 58

    4-2- مشخصات عمومی پل مورد مطالعه....................................................................................................... 59

    4-3- میزان اهمیت پل شهید حقانی.............................................................................................................. 60

    4-4- مشخصات فنی پل..................................................................................................................................... 61

        4-4-1- طبقه بندی پل............................................................................................................................... 61

        4-4-2- مشخصات ساختگاه پل................................................................................................................. 61

    4-5- مشخصات و جزئیات اجزای پل مورد مطالعه..................................................................................... 63

        4-5-1- روسازه............................................................................................................................................... 63

        4-5-2- زیر سازه و قسمت های اصلی پل.............................................................................................. 64

    4-6- مطالعات میدانی و وضعیت موجود پل................................................................................................. 66

        4-6-1- وضعیت عرشه................................................................................................................................ 66

    4-7- پردازش و تجزیه و تحلیل وضعیت موجود پل................................................................................... 70

    4-8- مدلسازی پل مورد مطالعه و بارگذاری آن........................................................................................... 71

        4-8-1- طیف طرح استاندارد 2800...................................................................................................... 72

        4-8-2- مشخصات هندسی اعمال شده پل در شبیه سازی عددی................................................ 72

        4-8-3- تعیین مقاومت های درج شده در مدارک فنی (مقاومت مشخصه)................................. 74

        4-8-4- بارهای وارد به سازه....................................................................................................................... 75

    4-9- تعیین ظرفیت اجزای سازه..................................................................................................................... 78

    4-10- نتایج تحلیل.............................................................................................................................................. 78

        4-10-1- تغییر مکان های ناشی از بارهای قائم................................................................................... 78

        4-10-2- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری ایجاد شده در عرشه پل........... 79

        4-10-3- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در سرستون ها........................... 81

        4-10-4- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در کوله ها.................................... 86

        4-10-5- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در پایه ها..................................... 90

        4-10-6- مودهای نوسان طبیعی سازه................................................................................................... 95

        4-10-7- تصویر مود ارتعاشی غالب......................................................................................................... 97

        4-10-8- تغییرمکان های ناشی از بار زلزله........................................................................................... 97

    4-11- ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای بر مبنای دستورالعمل FHWA-95....................................... 100

    4-12- نسبت ظرفیت به تقاضا ستون ها و پایه های بتن مسلح......................................................... 101

        4-12-1- تعیین مقادیر ظرفیت لرزه ای نیرو و لنگر برای پایه های پل.................................... 101

        4-12-2- مقادیر تقاضا نیرو و لنگر ستون ها...................................................................................... 103

        4-12-3- تعیین نسبت ظرفیت ارتجاعی به تقاضای نهایی خمشی ستون............................... 104

        4-12-4- نسبت ظرفیت به تقاضا تغییر مکان پایه ها..................................................................... 113

    4-13- ارزیابی مقاومت دال عرشه....................................................................................................................114

         4-13-1- ارزیابی مقاومت خمشی دال.....................................................................................................115

         4-13-2- ارزیابی مقاومت برشی دال........................................................................................................115

    4-14- نسبت ظرفیت به تقاضا اعضای غیر باربر .................................................................................. ..116

        4-14-1- پهنای نشیمن گاه روی کوله ها.......................................................................................... 116

        4-14-2- مهار آرماتورهای طولی ستون.............................................................................................. 118

        4-14-3- وصله آرماتورهای طولی ستون............................................................................................ 120

    4-15- مهندسی ارزش در امر مقاوم سازی .............................................................................................. 124

       4-15-1- روش و هزینه انجام مقاوم سازی.......................................................................................... 125

       4-15-2- بهسازی پل بر اساس مهندسی ارزش................................................................................. 125

    4-16- انواع روش های بهسازی پل مورد مطالعه..................................................................................... 128

    4-17- گزینه های پیشنهادی برای مقاوم سازی لرزه ای پل مورد مطالعه....................................... 133

    فصل 5: جمع‌بندی و پیشنهادها ..........................................................................................134

    5-1- مقدمه ..........................................................................................................................................................135

    5-2- نتیجه گیری............................................................................................................................................ .135

    5-3- پیشنهادها.................................................................................................................................................. 137

    مراجع........................................................................................................................... 140

    پیوست‌......................................................................................................................... 144


موضوع پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, نمونه پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, جستجوی پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, فایل Word پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, دانلود پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, فایل PDF پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, تحقیق در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, مقاله در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, پروژه در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, پروپوزال در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, تز دکترا در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, پروژه درباره پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, گزارش سمینار در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران, رساله دکترا در مورد پایان نامه مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران

پایان­نامه برای دریافت درجه­ی کارشناسی ارشد در رشته­ی :مهندسی عمران گرایش سازه چکیده: امروزه بسیاری از سازه های بتن آرمه که در حال بهره برداری هستند، عمری بیش از 75 سال دارند و به دلیل حوادث طبیعی از قبیل زلزله و باد و یا بر اثر خستگی مصالح و یا عوامل خورنده آسیب دیده اند. نگهداری از سازه ها به دلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار حائز اهمیت می باشد. با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص ...

پايان­نامه کارشناسي ارشد مهندسي عمران – مهندسي زلزله 1392 چکيده: پل­هاي تير و دال بتني با تکيه­گاه­هاي نِئوپرن از متداول­ترين پل­هاي بزرگراهي کشور مي‌با

پایان نامه برای دریافت درجه­ ی کارشناسی ارشد «M.Sc» گرایش: سازه چکیده در ساختمان‌ های بتنی مسلح امروزی استفاده از جداگرهای میانقابی بسیار معمول می‌باشد. میانقاب‌های با مصالح بنایی عمده‌ترین نوع جداگرها می‌باشد که در این نوع ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در تحقیقات پیش‌تر این جداگرهای میانقابی معمولاً تحت عنوان عناصر غیرسازه‌ای در نظر گرفته شده‌اند. اما تحقیقات اخیر در ...

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته عمران گرایش سازه چکیده امروزه به دلیل محدودیت روزافزون فضا و صرفه جویی های اقتصادی برای جلوگیری از طولانی تر شدن مسیر و افزایش ایمنی راه استفاده از پل های مورب اجتناب ناپذیر است. موضوع مورب بودن پل باعث ایجاد رفتار متفاوت و بعضاً پیچیده در پل تحت اثر نیروهای وارد برآن خواهد شد و با توجه به بحث وقوع زلزله در دهه های اخیر که باب جدیدی ...

پايان نامه کارشناسي‌ ارشد رشته عمران گرايش سازه شهريور ماه 1392 چکيده      امروزه با پيشرفت علم در صنعت ساختمان روش هاي زيادي براي بهسازي سازه هاي بتن مسلح ارائه گرد

پایان نامه­ی کارشناسی ارشد در رشته­ی مهندسی عمران - سازه های هیدرولیکی چکیده مخازن هوایی ذخیره مایعات، نه تنها برای ذخیره آب، بلکه برای ذخیره مواد شیمیایی و سمی، در اشکال مختلف بکار می‌روند. با در نظر گرفتن کاربرد این سازه­ها در عمران و شهرسازی و شبکه­های صنعتی، اهمیت آن ها، قبل و بعد از وقوع زلزله مشخص می­گردد. اهمیت این سازه­ها از آنجاست که وظیفه مهمی چون آبرسانی، به عهده این ...

پايان نامه‌ي کارشناسي ارشد رشته‌ي مهندسي عمران گرايش سازه   بهمن 1389 فصل اول: مقدمه   1-1.  کليات يکي از مهمترين حوادث طبيعي که همواره زندگي انسان­ها را

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه چکیده : این پایان نامه ، نتایج یک مطالعه عددی و پارامتریک بر روی تأثیر تقویت دیوار برشی بتن مسلح با کامپوزیت FRP و بکارگیری نتایج حاصل از روش اجزاء محدود می باشد. برنامه اجزای محدود در مقابل اطلاعات تجربی مقایسه و کالیبره شده است . سپس نتایج عددی به منظورارزش گذاری ظرفیت که به کمک منحنی های غیر خطی بار- تغییر مکان ...

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي عمران گرايش سازه بهمن 1393 هر چند در طول سالهاي متمادي، روش هاي ساخت و طراحي سازه ها گسترش يافته است اما همچنان اثر زلزله از مهمترين

پايان نامه کارشناسي ارشد مهندسي عمران - مهندسي زلزله   اسفند 1392 چکيده خاک مسلح مصالحي ويژه است که از ترکيب خاک و عضو مسلح کننده بوجود مي آيد. مسلح کننده اجزاء مقاوم در برابر ن

ثبت سفارش