دانلود ppt پاورپوینت تحلیل و طراحی و مدلسازی لرزه ای پلها کمیاب و عالی

تحلیل و طراحی و مدلسازی لرزه ای پلها یکی از جنبه‌های حیاتی در مهندسی عمران است، به ویژه در مناطقی که مستعد زمین‌لرزه هستند. سازه‌های پل به دلیل درجه نامعینی کم، رفتاری متفاوت نسبت به ساختمان‌ها دارند و این امر، روش‌های تحلیل و طراحی آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

تحلیل و طراحی لرزه ای شامل تمام اجزای مهمی می‌شود که در عملکرد پل در برابر زلزله نقش دارند. این اجزا شامل پایه‌ها، عرشه، تکیه‌گاه‌ها و اتصالات می‌باشد و تحلیل دقیق هر یک از این اجزا برای اطمینان از عملکرد صحیح پل در هنگام زلزله ضروری است.

ارزیابی تفصیلی بر دو اساس استوار است: ارزیابی کمی و ارزیابی کیفی. ارزیابی کمی شامل محاسبات دقیق و مدل‌سازی‌های پیچیده است، در حالی که ارزیابی کیفی بر اساس تجربیات و مشاهدات مهندسی انجام می‌شود. مقایسه‌ی صورت‌های کلی آیین‌نامه‌های کالیفرنیا، نیوزلند و ژاپن نشان می‌دهد که هر یک از این آیین‌نامه‌ها، رویکردهای متفاوتی در تحلیل و طراحی لرزه‌ای پل‌ها دارند.

بررسی لرزه ای پل بر اساس آیین‌نامه Caltrans (کالترنز) که یکی از معتبرترین آیین‌نامه‌های طراحی پل در جهان است، نیازمند در نظر گرفتن تمامی الزامات و استانداردهای این آیین‌نامه می‌باشد. درجه آسیب‌پذیری (V) پل، یکی از پارامترهای مهمی است که در این آیین‌نامه مورد توجه قرار می‌گیرد و بر اساس آن، سطح بهسازی مورد نیاز برای پل تعیین می‌شود.

آشنایی کلی با تحلیل پوش‌آور (Pushover Analysis) و انواع پیشرفته‌تر آن‌ها در پل‌ها، به مهندسان کمک می‌کند تا رفتار غیرخطی پل را در برابر زلزله بهتر درک کنند و طراحی‌های ایمن‌تری انجام دهند. مدل‌سازی پل به صورت عادی شامل ایجاد یک مدل سه بعدی از پل با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی است.

بیان برخی خصوصیات المان‌بندی و آنالیز شاهتیرها و دال یک پل، نشان می‌دهد که دقت در انتخاب نوع المان‌ها و نحوه اتصال آن‌ها به یکدیگر، تأثیر زیادی بر دقت نتایج تحلیل دارد. نحوه‌ی بارگذاری و مشخصات المان‌بندی نمونه باید بر اساس شرایط واقعی پل و نوع بارهایی که به آن وارد می‌شود، تعیین گردد.

برای مدل سازی لرزه ای قسمت‌های پل از دستگاه‌های گوناگونی مثل میزهای لرزاننده استفاده می‌شود تا بتوان رفتار پل را در شرایط زلزله به صورت تجربی بررسی کرد. مدل کردن پایه‌های پل‌ها برای بارهای چرخه‌ای نیازمند در نظر گرفتن خواص غیرخطی مصالح و تغییر شکل‌های بزرگ می‌باشد. مشخصات بتن و فولادهای طولی و عرضی باید به دقت تعیین شوند و در مدل‌سازی لحاظ گردند.

نحوه‌ی بارگذاری ستون‌ها به صورت شماتیک مشخص شده است و باید بر اساس نوع بارهایی که به ستون‌ها وارد می‌شود، تعیین گردد. در این آزمایش، نحوه‌ی مدل‌سازی برای حالتی با وصله بررسی می‌شود تا بتوان اثر وصله‌ها را بر رفتار لرزه‌ای پل ارزیابی کرد. در ضمن، برای مدل‌سازی پل‌ها در نرم‌افزارهای مختلف نکاتی وجود دارد که باید به آن‌ها توجه کرد تا نتایج دقیقی حاصل شود.

نحوه‌ی طراحی و مدلسازی لرزه ای پلها بر اساس روش پوش‌آور پیشرفته، شامل ایجاد یک مدل غیرخطی از پل و اعمال بارهای افزایشی به آن تا زمانی که پل به حد گسیختگی برسد. در شکل زیر مشخصات دینامیکی مودال نشان داده شده است که شامل فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای مختلف پل می‌باشد. جابه‌جایی تکیه‌گاه‌های متناظر با تغییر مکان هدف در هر مود، نشان می‌دهد که پل در هر مود چگونه تغییر شکل می‌دهد.

اصول کلی در مدل‌سازی باید رعایت شود تا نتایج دقیقی حاصل شود. در کاربرد روش پوش‌آور برای پل، ابتدا باید به تفاوت‌های بین پل و ساختمان توجه کرد و مدل‌سازی را بر اساس این تفاوت‌ها انجام داد. آشنایی کلی با تحلیل پوش‌آور و انواع پیشرفته‌تر آن‌ها در پل‌ها، به مهندسان کمک می‌کند تا طراحی‌های ایمن‌تری انجام دهند.

بررسیطراحی و مدلسازی لرزه ای پلها در سال‌های گذشته نشان می‌دهد که این آیین‌نامه‌ها به طور مداوم در حال به‌روزرسانی و بهبود هستند. LRFD (طراحی بر اساس ضریب بار و مقاومت) یکی از روش‌های طراحی پل است که در آیین‌نامه‌های مختلف ذکر شده است و بر اساس آن، ضرایب بار و مقاومت برای طراحی پل‌ها تعیین می‌گردد. در نتیجه، فلسفه‌ی طراحی به سه شکل بیان می‌شود: طراحی بر اساس مقاومت، طراحی بر اساس عملکرد و طراحی بر اساس احتمال.

تمام فرضیاتی که در مورد سازه‌های دیگر در مورد ضرایب اعمال می‌شود، باید به دقت بررسی شوند و در صورت لزوم، اصلاح گردند. نسبت نیروی D/C (نسبت تقاضا به ظرفیت) و شکل‌پذیری دو پارامتر مهم در طراحی لرزه‌ای پل‌ها هستند و باید به دقت محاسبه شوند تا از ایمنی پل در برابر زلزله اطمینان حاصل شود.