بررسی اثر ضربه در میزان استهلاک انرژی زلزله بر پل‏های با عرشه بتنی دارای درز انقطاع

Abstract

پل ‏ها عموماً به سبب عبور و مرور وسائل نقلیه، دارای بارگذاری متحرک بوده و خطوط تأثیر در حالت‏ های مختلف در طراحی حالت بهینه استاتیک نقش تعیین کننده­ ای دارند. اما برای طراحی مذکور، به بارگذاری لرزه­ ای نقشی داده نشده است. پل ‏ها به سبب دمای هوا و مباحث فیزیکی، انبساط و انقباض و همین طور بارهای متحرک روی خود از درزهای انقطاعی بهره می‏ برند. همچنین، معمولاً اولین دهانه پل ‏های بتنی روی سکویی با بالشتک قرار می‏ گیرد که فاصله ‏ای بین عرشه و سکو ایجاد نماید. اثر ضربه پل‏ ها در حین زلزله و تأثیرات مخرب آن، محققین را بر آن داشت تا در این زمینه به تحقیق و بررسی بپردازند. از آنجایی که دهانه پل ‏ها به صورت منفرد طراحی و اجرا می ­گردد، در هنگام بارهای لرزه ­ای، هر کدام از دهانه ­ها و عرشه پل‏ ها رفتار متفاوتی از خود بروز داده و تغییرمکان ‏های جانبی آن ‏ها بر اساس جنس سازه و همچنین مود ارتعاشی هر یک از آن ‏ها به ­وجود می ­آید. این تفاوت رفتاری سبب می ‏شود که پل ‏ها با یکدیگر برخورد کرده و آسیب­ هایی به عرشه و بدنه آن ‏ها وارد آید. محققین بسیاری در مورد نیروی وارده در اثر ضربه پل‏ ها و انرژی مستهلک شده این رخداد، مطالعه کرده ­اند. برای محاسبه این نیرو و میزان انرژی آن، مطالعات عددی نیاز به داشتن یک المان مجازی دارد که شامل فنر و یک المان فاصله است و به صورت متوالی با یکدیگر به محل اتصال دو جسم مورد مطالعه متصل می‏ شود. روابط ریاضی متعددی برای محاسبه دقیق و واقعی­تر نیروی وارده و انرژی آن ارائه شده است. در این پژوهش، با استفاده از یک رابطه جدید در محاسبه ضریب میرایی، میزان تأثیرات ضریب استرداد بررسی شده و مقدار بهینه ­ای بر پایه این ضریب ارائه شده است.