تحلیل لرزه‌ای پل‌های کابلی خودایستا به کمک تحلیل دینامیکی غیرخطی در حوزۀ فرکانس: تأثیر گسیختگی کابل‌های متوالی

نویسندگان

1 دانشگاه فرماندهی و ستاد

2 دانشگاه فرماندهی و ستاد

doi
چکیده

تجربیات ناشی از ساخت پل حاکی از آن است که بروز خرابی جزئی نظیر گسیختگی کابل در پل‏های کابلی خود‏ایستا که سازه‌هایی مهم و گران‌قیمت هستند، در زمان ساخت و حتی بهره‌برداری، ناگزیر است. با توجه به قرارگیری برخی از این پل‏ها در مناطقی با خطر لرزه‌خیزی زیاد و لزوم سرویس‌دهی این سازه‏ها پس از زلزله، در پژوهش حاضر تأثیر گسیختگی کابل‏های متوالی بر ظرفیت لرزه‏ای نهایی پل‏های کابلی خودایستا در حوزه فرکانس بررسی شده است. برای این منظور در گام نخست پل یادبود بیل امرسون در نرم‏افزار اپنسیس [i] مدل‌سازی و پس از اعتبارسنجی، سازه تحت شدت‌های مختلف زلزله سوپراستیشن‏هیلز [ii] تا لحظه خرابی مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفت و پاسخ شتاب، سرعت و جابه‏جایی وسط عرشه در هر سه جهت و نوک پایه در دو جهت طولی و عرضی رصد شد. در ادامه با بهره‏گیری از تبدیل فوریه نتایج در حوزه فرکانس استخراج و با استفاده از روش طیف توان پیک‌های مهم فرکانسی انتخاب و با فرکانس‌های اصلی پل مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد که علی‌رغم گسیختگی دو کابل دارای نقص، ظرفیت پل کاهش چشمگیری ندارد؛ اما با گسیختگی سه کابل دارای نقص ظرفیت لرزه‏ای پل کاهش یافته و با تغییر محتوای فرکانسی پل باعث وقوع پیک‏های فرکانسی در فرکانس‏های ارتعاشی سازه می‏شود. همچنین در تابع انتقال مشخص شد که حساسیت پاسخ عرشه در راستای عرضی نسبت به جهت‏های دیگر به علت پهنای باند وسیع‌تر، بیشتر است که این موضوع نشان می‌دهد ضوابط مربوط به کنترل و طراحی سختی پیچشی عرشه در استانداردها باید دقیق‌تر مورد توجه قرار گیرد. [i] OpenSees [ii] Superstition Hills