تحلیل شکنندگی لرزه‌ای پلهای بتنی متداول بزرگراهی غیریکپارچه در مناطق لرزه‌خیز ایران

نویسندگان

1 پژوهشگاه بین‌المللی مهندسی زلزله و زلزله‌شناسی، تهران، ایران

2 پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

doi
10.22065/jsce.2025.508925.3671
چکیده

تعیین ریسک خرابی لرزه‌ای پل‌های بزرگراهی ابزاری کارآمد برای تصمیم‌گیری نظام‌مند مدیریت شهری به منظور کاهش خطرات لرزه‌ای به شمار می‌آید که به تعیین منحنی‌های شکنندگی وابسته است. در این مقاله، تحلیل شکنندگی 6 دسته پل غیریکپارچه متعارف بتنی در ایران در 4 سطح عملکردی ارائه می‌شود ( صرفاً در راستای عرضی). پلها بر اساس سه دوره‌ی طراحی در دو حالت عرشه پیوسته و مجزا دسته‌بندی گردیده است. تحلیل یادشده با شبیه‌سازی سه بعدی به دو روش دینامیکی فزاینده و نیز استاتیکی غیرخطی انجام شده است. در تحلیل دینامیکی فزاینده، با وجود نموها نسبتاً محدود مقدار میانه‌ی شکنندگی با درون‌یابی پاسخ‌ها با دقت تعیین می‌گردد و منحنی شکنندگی سیستم و اجزا با شیوه‌ای سرراست از هم متمایز می‌شود. با اتکا به نتایج تحلیل دینامیکی، دقت تحلیل استاتیکی قابل قبول است. سه پارامتر کلیدی شامل چرخش اتصال ستون به سرستون، چرخش خمیری پای ستون در ستون‌های پایه میانی و جابجایی عرضی فونداسیون کوله در تحلیل شکنندگی تعیین‌کننده است و با دقت مدل رفتاری و حدود ظرفیت آنها تعیین شده‌اند. ظرفیت چرخش پلاستیک مفصل ستون‌ها با اتکا بر حدود دقیق‌تر کرنش فولاد و بتن، متاثر از نیروی محوری و وصله پوششی آرماتور طولی به‌دست آمده و منحنی رفتاری سه‌خطی نیرو-جابجایی عرضی فونداسیون کوله در مدلی مجزا استخراج گردیده است. با توجه به سنت اجرایی مرسوم در ایران، کلید برشی به عنوان مهار عرضی غیرفداشونده است. در سه دسته‌ با عرشه‌ی مجزا، شمع‌های فونداسیون کوله از حدود الاستیک فراتر نمی‌رود اما در مقایسه با عرشه‌ی پیوسته شکننده‌تر هستند. ریسک لرزه‌ای در سطح عملکردی خرابی کامل در دسته با عرشه پیوسته با دوره‌ی طراحی منطبق بر نشریه 463، کمترین و در دسته‌ی عرشه‌ی مجزا با دوره‌ی طراحی منطبق بر نشریه‌ی 235، بیشترین میزان را دارد که با فرض شتاب طیفی در 0.01 ثانیه برابر با 0.424شتاب ثقل به ترتیب 73 و 19 درصد است.