پایان نامه بررسی تأثیر طول دهانه بر رفتار پل تحت اثر همزمان مؤلفه‌ های افقی و قائم

فهرست:

مقدمه         1

فصل 1-   پژوهش‌های گذشته. 3

1-1-        مقدمه. 3

1-2-        مروری بر زلزله‌های گذشته. 3

1-2-1-       گزارش زلزله ‌لما‌پریتا 4

1-2-2-       گزارش زلزله کوبه. 6

1-2-3-       گزارش زلزله چی­چی تایلند. 7

1-3-        پیشینه تحقیق.. 9

1-4-        تکان‌های قائم زمین.. 13

1-4-1-       طبیعت تکان‌های قائم.. 13

1-4-2-       فاصله زمانی رسیدن شتاب‌های قائم و افقی.. 13

1-4-3-       اثر مؤلفه قائم بر ستون‌ها 16

1-4-4-       اثر مؤلفه قائم زلزله بر عرشه. 16

1-5-        گزارش زلزله بم ایران.. 18

1-6-        هدف از تحقیق.. 21

فصل 2-   اندرکنش خاک و پل.. 22

2-1-        مقدمه. 22

2-2-        اهمیت در نظر گرفتن مدل‌سازی اندرکنش خاک و سازه 22

2-3-        میرایی خاک... 24

2-4-        ماتریس سختی خاک زیر تکیه‌گاه ستون‌ها و کوله‌ها 25

2-5-        سختی دیواره کوله‌ها 26

2-5-1-       فنر معادل کوله پل در جهت طولی.. 27

2-5-2-       سختی عرضی و قائم کوله. 29

2-6-        تنش تسلیم کششی و فشاری کوله در راستای طولی.. 30

فصل 3-   معرفی اعضای پل.. 32

3-1-        مقدمه. 32

3-2-        پایه‌های پل.. 32

3-2-1-       مقاومت برشی پایه‌های پل.. 32

3-2-2-       ظرفیت چرخشی ستون.. 33

3-3-        درز انبساط پل‌ 34

3-3-1-       مدل‌سازی درز انبساط.. 35

3-4-        بالشتک.... 38

3-4-1-       مفاهیم اساسی کاربرد سیستم‌های مختلف لرزه جدایش لرزه جدایش.... 38

3-4-1-1-  انعطاف‌پذیری     39

3-4-1-2-  استهلاک انرژی     40

3-4-1-3-  سختی در برابر نیروهای کم. 41

3-4-2-       انواع مختلف سیستم‌های لرزه جدایش.... 41

3-5-        عرشه. 43

3-5-1-       مقطع معادل.. 43

3-5-2-      مدل مقطع سه بعدی.. 45

3-5-3-       پل‌های کج.. 46

فصل 4-   مدل‌سازی سه بعدی پل.. 48

4-1-        مقدمه. 48

4-2-        نرم‌افزار اُپن‌سیس و قابلیت‌های آن.. 48

4-3-        مفاصل متمرکز با رفتار غیرخطی.. 49

4-4-        المان‌های رشته‌ای.. 50

4-5-        معرفی پل و سیستم سازهای.. 52

4-6-        مدل‌سازی غیرخطی پل.. 54

4-6-1-       پایه‌ها  54

4-6-1-1-   مشخصات مصالح     54

4-6-2-       تکیه‌گاه پایه‌ها 58

4-6-3-       عرشه    59

4-6-3-1-   مدل‌سازی سه بعدی عرشه تیر-دال.. 59

4-6-3-2-   درز انبساط     60

4-6-3-3-   بالشتک‌ها  61

4-6-4-       کوله‌ها  63

4-7-        بارگذاری.. 64

4-8-        صحت‌سنجی مدل.. 64

4-8-1-       مقایسه مودهای ارتعاش پل.. 64

4-8-2-       تحلیل بار افزون.. 66

فصل 5-   بررسی نتایج تحلیل.. 68

5-1-        مقدمه. 68

5-2-        تأثیر تغییر شرایط مرزی بر مودها و پریود سازه پل.. 68

5-3-        شتاب نگاشت‌های زلزله‌های دور و نزدیک به گسل.. 71

5-4-        مقیاس کردن شتاب نگاشت‌ها 73

5-5-        بررسی نتایج حاصل از تحلیل‌های تاریخچه زمانی غیرخطی.. 76

5-5-1-       مدل اول  83

5-5-1-1-   پاسخ مدل اول تحت زلزله‌های مقیاس نشده نزدیک به گسل.. 84

5-5-1-2-   پاسخ مدل اول تحت زلزله‌های مقیاس نشده دور از گسل.. 89

5-5-1-3-   مدل اول تحت زلزله‌های مقیاس شده نزدیک به گسل و دور از گسل.. 99

5-5-2-       مدل دوم  104

5-5-2-1-   پاسخ مدل دوم تحت زلزله‌های مقیاس نشده 104

5-5-2-2-   مدل دوم تحت زلزله‌های مقیاس شده 112

5-5-3-       مدل سوم. 116

5-5-3-1-   پاسخ مدل سوم تحت زلزله‌های مقیاس نشده 116

5-5-3-2-   مدل سوم تحت زلزله مقیاس شده 123

5-5-4-       مدل چهارم. 128

5-6-        ارائه ضرایب بزرگنمایی جهت منظور کردن تأثیر مؤلفه قائم زلزله. 137

5-7-        مقایسه روش‌های مقیاس در حوزه فرکانس و روش مرجع.. 138

فصل 6-   نتیجه‌گیری و پیشنهاد‌ها 148

6-1-        نتایج.. 148

6-2-        پیشنهاد‌ها 150

منابع و مراجع   151

منبع:

[[1]] دکتر محمود حسینی، مهندس شهریار طاووسی تفرشی (1377). «ارزیابی آسیب پذیری لرزه­ای پل مسطح چند دهانه تحت اثر توأم مؤلفه‌های افقی و قائم زمین لرزه»، موسسه بین­المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ایران.

[[1]] http://co2insanity.com/category/earthquakes/

[[1]] http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/states/events/1989_10_18.php

[[1]] http://co2insanity.com/2011/03/23/why-cant-caltrans-do-this/

[[1]] http://en.wikipedia.org/wiki/1989_Loma_Prieta_earthquake

[[1]] http://en.wikipedia.org/wiki/Cypress_Street_Viaduct

[[1]] http://www.scienceclarified.com/Di-El/Earthquake.html

[[1]] Earthquake Engineering Research Center, "Taiwan Collectio ", University of California, Berekely, Viainternet. http://http://www.eerc.berkeley.taiwancollecio.edu

[[1]] http://www.fhwa.dot.gov/publications/publicroads/02janfeb/taiwan.cfm

[[1]] M. Ala. Saadeghvaziri and D. A. Foutch. (1991) "Nonlinear Response of RC Highway Bridges under the Combined Effect of Horizontal and Vertical Earthquake Motion" Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol. 20, No 6, June 1991.

[[1]] Elnashai A. S. (1996) "Analysis and Field Evidence of the Damping Effect of Vertical Earthquake Ground Motion", Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, VOL. 25, 1996.

[[1]] Broekhuizen. D. S (1996) "Effect of Vertical Acceleration on Prestressed Concrete Bridges" MS thesis, Univ. of Texas at Austin, Tex.

[[1]] Yu. C. P., Broekhuizen. D. S., Roesset, J. M., Breen, J. E., and Kreger, M. E. (1997 )" Effect of vertical ground motion on bridge deck responce "Proc Workshop on Earthquake Engineering Frontiers in Transportation Facilities, Tech. Rep. No.

NCEER-97-0005, National Center of Earthquake Engineering Research, State Univ. of New York at Buffalo. N.Y., 249-263.

[[1]] Silva W. J. (1997) "Characteristic of vertical ground motions for application toengineering design" Proc., FHWA/NCEER Workshop on the National Representationof Seismic Ground Motion for New and Existing Highway Facilities, Tech. Rep. No.NCEER-97-0010, National Center for Earthquake Engineering Research, State Univ.of New York at Buffalo, N.Y, 205-252

[[1]] Yan Xiao and Asad Esmaeily-G. (1999). "Seismic Behavior of Reinforced Concrete Columns Subjected to Variable Axial Loads", USC Structural Engineering Research Report.

[[1]] Abdelkareem, K.H., Machida, K.F.A. (2000). "Effect of vertical motion of earthquake on failure mode and ductility of RC bridge piers." 12th World Conference on Earthquake Engineering. Auckland, New Zealand.

[[1]] Martin R. Button, PE. M.ASCE; Colman J. Cronin; and Ronald L (2002). M.ASCE "Effect of Vertical Motion on Seismic Response of Highway Bridges "Journal of Structural Engineering, Vol 128, No 12, December.

[18] صابری انصاری، مهدیه (1387). «بررسی ضوابط آیین­نامه آشتو در خصوص نحوه ترکیب پاسخ لرزه­ای مدل­های سه بعدی پل، در جهات متعامد تحت اثر زلزله میدان نزدیک». پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن.

 [[1]] صالح فضه، مضر (1389). «بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله­های دور از گسل و نزدیک گسل بر روی پل­های راه­آهن». پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس.

[[1]] فلاح نفری، سعیده (1389). «تحلیل بار افزون پل­های پیش تنیده با مدل فایبر و مفصل پلاستیک با توجه به اتصالات مختلف عرشه-پایه». پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه امیرکبیر

[[1]] Sheikh, M.N., Legeron, F. (2009). "Bridge support elastic reactions under vertical earthquake ground motion." Journal of Structures Engineering, Volume 31, pp. 2317-2326.

[[1]] Kim, S.J., Holub, C.J., and Elnashai, A.S., (2011). "Experimental investigation of the behavior of RC bridge piers subjected to horizontal and vertical earthquake motion." Journal of Structures Engineering, Volume 33, pp. 2221-2235.

[[1]] Arash Jafargandomi, Sayed Mahmoud Fatemi Aghda, Sadaomi Suzuki and Takeshi. (2008) "Strong Ground Motions of the Bam Earthquake, Southeast of Iran (Mw=6.5) ". Nakamura Department of Earth and Planetary Science, Faculty of Science, Kyushu University, Fukuoka, Japan. Natural Disaster Research Institute of Iran, Tehran, Iran. Now, Tono Research Institute of Earthquake Science, Mizunami, Japan.

[[1]] قناد، محمدعلی (1379) «اثر برهم کنش خاک و سازه بر طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله» شماره هشتم، مجله زمین لرزه، ص 14-20.

[[1]] Goel, Rakesh K., and A. K.Chopra, (1997) "Evaluation of Bridge Abutment Capacity and Stiffness during Earthquakes," Earthquake Spectra, Volume 13, No. 1, pp.1-23, February, 1997.

[[1]] Wilson, John, and B. S. Tan. (1990) "Bridge Abutments: Formulation of Simple Model for Earthquake Response Analysis," Journal of Engineering Mechanics ASCE vol. 116, no,. 8, pp. 1828- 1837, August, 1990. 

[[1]] Goel, R. K. (1997) "Earthquake Characteristics of Bridges with Integral Abutment", J. Struct. Eng., 123_11_, pp. 1435-1443. June 25, 1997.

[[1]] Crouse, C.B. and Werner, S.D. (1995) "Estimation of Modal Damping fo Bridges", Lifeline Earthquake Engineering, Prcc. 4th U.S. Conf. rep. Tech. council of Lifeline Earthquake Engineering Monograph No. 6, ASCE, New York, N. Y, pp. 408- 415.

[[1]] M. Ala Saadeghvaziri, and Alireza Yazdani-Motlagh, (1999) "Seismic Retrofiting and Design of Highway Bridges in New Jersey" ,final report, New Jersey Institue of Technology, Department of Civil and Enviremental Engineering In cooperation with New Jersey Department of Transportation, Division Research and technology, U.S. Department of Transportation Federal Highway Adminstration, Agust 1999.

[[1]] Maroney, B., B. Kutter, K. Romstad, Y.H. Chai, and E. Vanderbilt, (1994) " Interprettion of large Sacle bridge abutment test results," Proceedings,  Annual Seismic Research Workshop, California Department of transportation, Sacramento, Calif., 1994.

[[1]] Wilson, John, and B. S. Tan, (1990) "Bridge Abutments: Formulation of Simple Model for Earthquake Response Analysis," Journal of Engineering Mechanics, ASCE, vol. 116, No. 8, pp. 1828- 1837, Agust 1990.

[[1]] Sourabh Agrawal and Ashok K. Jain, (2010) "Non-Linear Modeling of Expansion Joints in Multi-Span Simply Supported Bridges", Journal of Structures Engineering, ACEE December 2010.

[[1]] Mayes R.L., Buckle I.G., Kelly T.E., Jones L.R. (1992) "AASHTO Seismic Isolation Design Requirements for Highway Bridges". ASCE Journal of Structure Engineering, Vol. 118, NO. 1, January.

[[1]] Fan F.G., Ahmadi G., Mostaghel I.G. (1991) "Perfomance Analysis of Aseismic Base Isolation Systems for A Multi-Story Bulding". Soil Dynamics and Earthquakes Engineering, vol 10, No. 3, April.

[[1]] محسن تهرانی­زاده، مجید افتخاری (1374) «تأثیر سیستم‌های لرزه جدایش بر رفتار دینامیکی پل­ها در برابر زلزله»

[[1]] Margakis E.A., Jenings P.C. (1987) "Analytical models for the rigid body motions of skew bridges". Earthquake Engineering and Structural Engineering and Structural Dynamics, vol. 5, No. 8.

[[1]] AASHTO, “LRFD Bridge Design Specification,” 2nd ed. Washington, DC, American Association of State Highway and Transportation Officials, 1998.

[[1]] Maragakis, E., Jennings, P., (1987) “Analytical Models for the Rigid Body Motions of Skew Bridges,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 15, pp. 923-944.

[[1]] Maleki, S., (2002) “Effect of Deck and Support Stiffness on Seismic Response of Slab-Girder Bridges,” Engineering Structures, Vol. 24, pp. 219-226.

[[1]] Maleki, S., (2001) “Effect of Diaphragms on Seismic Response of Skewed Bridges,” Proceedings of the 1st MIT Conference on Computational Fluid & Solid Mechanics, Elsevier Science, pp. 681-684.

[[1]] Mazzoni, F.McKenna and G. L. Feneves. Open system for Earthquake Engineering Simulation. Pacific Earthquake Engineering Research center.

[[1]]   https://maps.google.com/maps?ll=39.832715,75.102166&z=15&t=h&hl=en-GB

[[1]] A.Esmaeily. KSURC. university of southren California, Los Angeles, C.A. version 1.0.2

[[1]] Seismic Retrofitting Manual for Highway Bridges, Publication No. FHWA-RD-94-052, May 1995.

[[1]] Farhang Ostadan, Nan Deng and Jose M. Roesset. (2004) "Estimating Total System Damping for Soil-Structure Interaction Systems", Proceedings Third UJNR Workshop on Soil-Structure Interaction, March 29-30, Menlo Park, California, USA.

[[1]] Luke A. Scoggins, (2007) " 3-D Finite Element Modeling in OpenSEES for Bridge Live-Load Girder Distribution Factors", for the degree of Master of Science in Civil Engineering presented on June 22.

[[1]] Http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Two_Node_Link_Element

[[1]] http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Impact_Material

[[1]] Naem, F. The seismic Design Handbook,  Edition.

  [[1]] فریبرز ناطق الهی و اکبر واثقی (1384) ، «توسعه منحنی­های تقاضای لرزه­ای احتمال اندیشانه برای بررسی رفتار لرزه­ای پل بتنی پیش تنیده تله زنگ». موسسه بین­المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

[[1]] Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berekely. http://www.zevent.com/

[[1]] PEER Ground Motion Database – PEER Center http://peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database/spectras/21713/unscaled_searches/59344/edit

[[1]] Y. Fahjan and Z. Ozdemi, (2008) "Scaling of Earthquake Accelerograms for Non-Linear Dynamic Analyses to Match the Earthquake Design Spectra", The 14th World Conference on Earthquake Engineering October 12-17, Beijing,

 [[1]] علی­رضا فیوض، بیژن سیاف­زاده (1392)، «بررسی برخی از روش­های موجود اصلاح نگاشت جهت انطباق بر طیف پاسخ هدف و ارائه راهکارهایی جهت اصلاح آن­ها»، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی دانشگاه خلیج­ فارس بوشهر.

[[1] ] آیین نامه طرح و محاسبه پل­های بتن‌آرمه نشریه شماره 389 (بخش الحاقی به آیین نامه بتن ایران «آبا»)

[[1] ]  آیین نامه بارگذاری پل‌های ایران - نشریه شماره 139. (1380)