بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
کاربرد میراگر غیر فعال XadaS در بهبود لرزه ای پل
چکیده-امروزه نقش راهها بر ساختار سیاسی و اجتماعی یک کشور بر هیچ کس پوشیده نیست ولازمه راه سریع و مطمثنی عبور آسان ار موانع طبیعی می باشد که این کار توسط پل انجام میگردد. درگذشته به منظور کاهش خطرات المر رهای ساختمان ها و سارهها تحقیقات فراوانی در مورد تاثیر انواع میرا گرها بر روی آنها صورت گرفته است ولی بررسی سازه های پال و اعمال میراگر بر روی این سازه ها قدمت چندانی ندارد و در اول راه است. بر اثر زلزله نیروی عظیمی در عرشه ایجاد می شود که در صورت عدم استهلاک آن خرابی پال را نتیجه خواهد داد. پروژه حاضر با انجام طراحی و تحلیل دینامیکی غیر خطی پلی یک بار با میراگر غیر فعالی ۹dddS. و بار دیگر بدون حضور میرا گریا استفاده از نرمافزار SCIP2000 انجام شده است. و به لزوم بکارگیری میرا گرها در پل ها بمنظور کاهش خطرات الرزهای و بهبود رفتار آن ها می پردازد.
کلید واژه - استهلاک انرژی پل میراگر غیر فعال XadaS
1 - مقدمه
پل ها جز اساسی ترین سازه هایی هستند که باید پس از وقوع زلزله دارای قابلیت استفاده باشند. در گذشته به منظور کاهش خطرات لرزه ای ساختمان ها و سازها تحقیقات فراوانی در مورد تاثیر انواع میراگر ها بر روی آنها صورت گرفته است. ولی بررسی سازه های پل و اعمال میراگر بر روی این سازه ها قدمت چندانی ندارد و در اول راه است. در این مقاله استفاده از میراگر های غیر فسال XADAS به منظور مقاوم سازی لرزه ای پل ها تشریح داده می شود.
2 – میراگر ADAS
از خاصیت جاری شدن فلزها در روشهای مختلفی برای افزایش کارایی سازه در مقابل زلزله استفاده شده است که از آن جمله می توان استفاده از سیستم میراگرهای ADAS را نام برد. با استفاده از این سیستم تخریب در نقطه ای مشخصی از سازه متمرکز شده و موجب بروز خرابی موضعی می شود. در این روش از استهلاک انرژی پسماند برای افزایش میرایی سیستم استفاده می شود. سطح زیر منحنی نیرو- تغییر مکان معرف انرژی مستهلک شده است. در زلزله های کوچک سطح زیر منحنی کوچک است که نشان دهنده حداقل اتلاف انرژی است ولی در زلزله های بزرگ سطح زیر منحنی بزرگتر می باشد. [1] آزمایشات میراگر ADAS نشان داده که این میراگرها وسایل قابل اعتمادی برای استهلاک انرژی ورودی به سازه می باشند و دارای رفتار هیستراتیک پایداری می باشند که دامنه جابجایی آنها تا ۱۴ برابر جابجایی حالت الاستیک دستگاه می باشد و مناسب برای استفاده در مناطق با خطر (Whittaker et al.1989). 3:s. Yl:s ei این میراگرها برای اولین بار در یک نیروگاه هسته ای در امریکا به کار رفت.در سال ۱۹۸۹ ویتاکر تحقیقات خشود را در زمینه میراگرهای ADAS در دانشگاه برکلی تکمیل کرد.او در سال ۱۹۹۳ ساختمان ده طبقه ای را که در شهر مکزیکوسیتی واقع شده بود و در اثر زلزله سال ۱۹۵۰ آسیب دیده بود را مورد بررسی قرار داد.او یکبار سازه را با مهاربند اضافی و بغیر از مهاربند موجود و بار دیگر با میراگر ADAS مقاوم سازی کرد و نتیچه گرفت، استفاده از سیستم میراگر ADAS رفتار دینامیکی بهتری را نتیجه می دهد. جذب کننده های انرژی سازه را به تغییر شکل های مناسب و کاهش نیرو در اعضای اصلی ساز ۶۰ درصد سوق می دهند. و رفتار غیر خطی عموما در میراگرها اتفاق می افتد l|3]. میراگر ADAS در ساختمان به همراه بادبند در قاب طراحی می شود ولی در این تحقیق تا حدود ۴۰ تا میراگر بدون بادبند و در زیر بخش هایی از شاهتیرها و تکیه گاه ها طراحی شده است
۱-۲ - مشخصات فیزیکی میراگر
۲- ۲- هر صفحه میراگر ADAS با سه پارامتر طول ، عرضی، ارتفاع مشخص می شود. مشخصات مکانیکی این میراگرها، مقاومت برشی» سختی الاستیک و جابجایی تسلیم می باشد.و بنا بر اصول مقاومت مصالح داریم:
که در آن جابجایی تسلیم» مقاومت برشی و Ke نیز سختی الاستیک است. که جابجایی تسلیم نیز برابر است با
مقاومت برشی مقطع نیز برابر است با
و سختی صفحه فولادی برابر است با
که در آن I ارتفاع میراگرا ضخامت ورقهای فولادی، n تعداد ورقهاء تنش تسلیم صفحه، E مدول ارتجاعی مصالح موجود در میراگر می باشد.
۳- عدل عبورد عطالعه
پلی که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است (شکل ۱)یک پل سه دهانه به طول ۴۵ متر و عرض ۱۱متر و ارتفاع ۹۵ متر می باشد که بارگذاری ثقلی آن طبق آیین نامه ۵۱۹ ایران و آیین نامه بارگذاری پل (نشریه ۱۳۹) و بارگذاری جانبی آن طبق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران می باشد که در نرم افزار SAP2000 طراحی شده است.محل قرارگیری میراگر طبق شکل(۱) در راستای محور ۴ بصورت عرضی و در راستای محور ۲ بصورت طولی در محل تکیه گاه و سر ستون قرار گرفته است. سازه در دو حالت بدون میراگر و با میراگر طراحی گردیده و با استفاده از نرم افزار دور و نزدیک زلزله های کوبه (Kobe)، السنترو(El Centro) وکیپ (Cape) قرار گرفته است و با استفاده از روش سعی و خطا مشخص شد که سختی بهینه میراگر برابر ۷۵۰۰۰kg/CIm2 می باشد سختی بیش از این مقدار در مواردی باعث افزایش برش پایه گردیده است.
جزییات مربوط به طراحی پل طبق مرجع || 4 || آمده است وپارامترهای مربوط به طراحی میراگر و تعریف المان طبق مرجع 51] می باشد. زمان تناوب مود اول سازه ها در جدول (۱) ارایه شده است.
۴- نتایج تحلیل دینامیکی
۱-۴- مقایسه برش پایه
اشکال (۳)و(۴)و(۵) نمودارهای برش پایه پل، تحت زلزله های متفاوت و گسل های دور و نزدیک در دو جهت طولی s عرضی s باشند. در نمودار های 3 مقاومت تسلیم صفر نمایانگر حالت بدون میراگر می باشد.
