کمانش ستون پل های فولادی

 کمانش غیرخطی در مقاطع فولادی

بازنشر مطلب تنها با ذکر منبع آزاد می باشد.  علیرضا خویه

زمانی که محدودیت فضا داریم، مقاطع فولادی گزینه ی مناسب تری نسبت به مقاطع بتنی برای پایه ها هستند. برای مقاطع دایره ای و مقاطع قوطی بدون سخت کننده، می باست الزمات آیین نامه ی AISC برای جلوگیری از کمانش الاستیک و تامین شکل پذیری رعایت گردد. این الزامات شامل نسبت عرض به ضخامت می باشد.

برای مقاطع قوطی شکل با ابعاد بزرگ به کارگیری سخت کننده های طولی و عرضی در داخل مقطع امکان پذیر می باشد. ضوابط طراحی برای قوطی های تقویت شده در AASHTO و AISC پوشش داده نشده است اما آیین نامه پل سازی ژاپن مدت ها قبل ضوابطی را برای طراحی این مقاطع تقویت شده ارائه کرده است که این ضوابط از نتایج تحلیل، آزمایشگاهی و آنچه از زلزله های گذشته قابل بیان است، حاصل شده اند.

شکل 1 شکست های ترد متداول در پایه های فولادی

 

در حالت کلی امکان رخ دادن سه مود کمانشی وجود دارد:

دانلود کتاب اصول مهندسی پل

جزوه اصول مهندسی پل - مهندس جهانفکر

تدریس و آموزش تحلیل و طراحی پل ها فولادی - پل های بتنی توسط نرم افزار قدرتمند CSI Bridge - بر اساس آیین نامه های پل سازی AASHTO و CALTRANS
مدرس: علیرضا خویه
کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

آموزش محاسبات دستی پل سازی
بر اساس نشریات داخلی - آیین نامه های AASHTO و CALTRANS
تحلیل و طراحی خطی و غیرخطی- استاتیکی و دینامیکی

دانلود جزوه ی اصول مهندسی پل

اصول مهندسی پل | جلسه پنجم

 فلسفه ی طراحی پل

تقریبا در تمام آیین نامه های پل سازی، دو سطح عملکرد برای پل های در نظر گرفته می شود؛ سطح سرویس و سطح خسارت قابل قبول.

خسارت قابل قبول از نظر آیین نامه آشتو به معنای تسلیم خمشی پایه های می باشد (­نه تسلیم برشی­)، همچنین این تسلیم خمشی باید قابل شناسایی ( بالای زمین و سطح آب ) قابل بازرسی و قابل تعمیر باشد.همه ی انواع خسارت ها اعم از فونداسیون، کوله ها، کلیدهای برشی، اتصالات، تکیه گاه ها و عرشه قابل قبول نمی باشد. اما برخی از آیین نامه اجازه ی تسلیم در شمع، کوله و back Wall را می دهند.

دوره ی بازگشت زلزله ی طراحی در آیین نامه ی آشتو قبل از سال 2007 برابر با 475 سال بود( احتمال 10 درصد در 50 سال) ولی در ویرایش های کنونی، دوره ی بازگشت زلزله ی طراحی را 1000 سال( احتمال تجاوز 7 درصد در 50سال ) در نظر می­گیرد.

دوره ی بازگشت سطح خطر 2 در آیین نامه ی آشتو برابر با 2500 سال در نظر گرفته می شود که برابر با احتمال تجاور 3 درصد در 50 سال می باشد.

تدریس و آموزش تحلیل و طراحی پل ها فولادی - پل های بتنی توسط نرم افزار قدرتمند CSI Bridge - بر اساس آیین نامه های پل سازی AASHTO و CALTRANS

مدرس: علیرضا خویه

کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

آموزش محاسبات دستی پل سازی

بر اساس نشریات داخلی - آیین نامه های  AASHTO و CALTRANS

تحلیل و طراحی خطی و غیرخطی- استاتیکی و دینامیکی

اصول مهندسی پل | جلسه سوم

 اثر زلزله بر پل ها

 پارامترهای اثرگذار در رفتار لرزه ای پل ها

1-    زاویه بیه پل ( bridge skew angle )

پل های مورب رفتار پیچیده تری نسبت به پل های عمود دارند. به علت ماهیت مورب بودن این پل ها، تحت اثر مولفه های افقی زلزله، عرشه ی این پل ها حول محور قائم خواهد چرخید که این چرخش باعث می شود تا تغییرمکان یک گوشه  از گوشه ی دیگر بیشتر شود و در آن سمت، عرشه فرو افتد و در سمت دیگر ضربه ای سنگین به کوله وارد کند.

از آنجایی که کوله فشار را تحمل می کنند و در برابر کشش ضعف دارند، در بعضی مواقع علاوه بر عرشه، کوله ها نیز آسیب جدی می بینند.

 

1.   نسبت طول دهانه به عرض پل (the ratio of spans length to bridge width )

2.     انعطاف پذیری عرشه پل ( deck flexibility )

3.     تعداد دهانه ها ( number of spans )

4.     نسبت دهانه به طول پل ( the ratio of spans length to bridge length )

5.     تعداد ستون های در جهت عرضی (  number of columns per bent)

هرچه تعداد ستون های در جهت عرضی بیشتر باشد، مسیر های انتقال نیرو هم بیشتر خواهد بود و پل کمتر خسارت می­بیند

6.      شکل پذیری ستون ها ( columns ductility)

ستون های به عنوان یکی از مهمترین اعضای باربر لرزه ای، نقش مهمی در جذب انرژی وارده از سوی زلزله را دارد.

تشکیل مفصل پلاستیک در پایه ی پل، مطلوب طراحان می باشد که می بایست با آرماتور گذاری ویژه در این ناحیه، شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بالای در پایه ها ایجاد شود.

پل های تک پایه دارای اتصال گیردار در فونداسیون هستند ولی پل های چندپایه می توانند اتصال مفصلی در فونداسیون داشته باشند که در این صورت می بایست الزامات شکل پذیری را در بالای ستون و در ناحیه ی اتصال به عرشه ایجاد کرد چرا که مفصل پلاستیک در این ناحیه ایجاد خواهد شد.

7.     خاک و کوله ها ( soil-abutment )

کوله ها به عنوان تکیه گاه های ابتدایی و انتهایی در پلها، نقض مهمی را در رفتار لرزه ای پل ها بر عهده دارند. پل هایی با دهانه ی کوتاه و به ویژه پل های مورب در زلزله های بزرگ، به شدت تحت تاثیر خصوصیات کوله های قرار می گیرند.. از این رو مدلسازی صحیح کوله ها در پل هایی با دهانه کوتاه بسیار هائز اهمیت می باشد.

در زلزله های بزرگ، کوله ها و خاک پشت آن ها ( backfill )  به خوبی با رفتار غیرخطی خود بخش زیادی از انرژی را مستهلک می کنند

8.     نوع سیستم پی و شمع (  Foundation type)

9.     خصوصیات منبع لرزه ای (  characteristics of the seismic source)

بازنشر مطلب تنها با ذکر منبع آزاد می باشد.  علیرضا خویه

تدریس و آموزش تحلیل و طراحی پل ها فولادی - پل های بتنی توسط نرم افزار قدرتمند CSI Bridge

 بر اساس آیین نامه های پل سازی AASHTO و CALTRANS

مدرس: علیرضا خویه
کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

تماس:[phone]

آموزش محاسبات دستی پل سازی
بر اساس نشریات داخلی - آیین نامه های AASHTO و CALTRANS
تحلیل و طراحی خطی و غیرخطی- استاتیکی و دینامیکی

اصول مهندسی پل| قسمت دوم

سازه ی پل چند تفاوت اساسی با سازه ی ساختمان دارد:

1.    در سازه ی پل معمولا نامعینی(Redundancy  ) بسیار کم می باشد یا اصلا وجود ندارد  و مسیر های انتقال نیرو محدود می باشد و خرابی در یک جز یا یک المان به احتمال زیاد منجر به خرابی کلی پل شود در حالی که  در ساختمان ها نامعینی بسیار زیاد است و مسیر های مختلفی برای عبور بار وجود دارد.

2.    جرم بسیار زیادی که توسط پایه ها تحمل می شود، در حالی که در ساختمان این جرم کمتر می باشد.

به دلیل همین شرایط خاص پل، برخی از اصول اساسی طراحی ساختمان در طراحی پل صادق نمی باشد. مثلا در ساختمان اصل تیر ضعیف و ستون قوی یک اصل مسلم و اساسی می باشد در حالی که در اغلب پل ها تیر قوی تر از ستون باشد.

پل های بعضاً در بستر رودخانه ها ساخته می شوند که این قضیه (خاک های سست و ناپایداری های ژئوتکنیکی) می تواند یکی از دلایل آسیب پذیری پل ها باشد.

سازه ی پل به اندرکش خاک و سازه حساس تر می باشد و پیش بینی رفتار و پاسخ لرزه ای پل ها به ویژه پل های طویل، پیچیده خواهد بود.

تدریس و آموزش تحلیل و طراحی پل ها فولادی - پل های بتنی توسط نرم افزار قدرتمند CSI Bridge

 بر اساس آیین نامه های پل سازی AASHTO و CALTRANS

مدرس: علیرضا خویه
کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

تماس:[phone]

آموزش محاسبات دستی پل سازی
بر اساس نشریات داخلی - آیین نامه های AASHTO و CALTRANS
تحلیل و طراحی خطی و غیرخطی- استاتیکی و دینامیکی