بررسی عملکرد پل های بتنی بهسازی شده با میراگر اصطکاکی دورانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پردیس، تهران، ایران

2 استادیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پردیس، تهران، ایران

چکیده

وقوع اجتناب‌ناپذیر زلزله‌ها و تحمیل خسارت‌های فراوان جانی و مالی، به ویژه زلزله‌های ویرانگری که در سال‌های اخیر در نقاط مختلف دنیا اتفاق افتاده، تأکیدی بر لزوم یافتن راه‌حلی مناسب و مطمئن جهت مقاوم سازی سازه ها در برابر این پدیده طبیعی بوده است. استفاده از میراگرها به عنوان یکی از روشهای کنترل غیر فعال سازه ها با توجه به رفتار مطمئن، مقاومت مطلوب و نگهداری کم هزینه مورد توجه بسیاری از مهندسین در سالهای اخیر قرار گرفته است. علی رغم کاربرد نسبتاً وسیع در ساختمانها استفاده از میراگردر پلها هنوز متداول نشده است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از میراگر اصطکاکی دورانی به عنوان یک سیستم اتلاف انرژی در پل‌های بتنی به عنوان راهکاری مناسب برای بهسازی لرزه‌ای پل‌های موجود در برابر زلزله می‌باشد. در این مطالعه مدل‌سازی بر روی چهار نمونه پل، با ابعاد دهانه 20 متری و 30 متری و دارای سه دهانه و پنج دهانه در هر دو حالت بدون میراگر و با میراگر صورت پذیرفته است. سپس با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی میزان برش پایه و تغییر مکان حداکثر به عنوان پارامترهای اصلی که تاثیر بسزایی در خرابی پل‌ها دارند، محاسبه شده اند. بر اساس نتایج، تغییرات نیروی برشی در پای ستون‌ها با افزایش طول دهانه از 20 متر به 30 متر حدود 10 تا 17 درصد کاهش می یابد. همچنین تغییر مکان عرشه پل با افزایش طول دهانه از 20 متر به 30 متر حدود 4 تا 15 درصد کاهش می یابد. علاوه بر آن با افزایش تعداد دهانه هی پل از 3 به 5 دهانه، افزایش حداکثر 11% در پارامترهای فوق ایجاد می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation on the performance of improved concrete bridges with rotary friction dampers

نویسندگان [English]

  • Amin Esparnia 1
  • Mehran Gholami 2
  • Hamid Rahmani Samani 3
1 M.Sc., Grad., Civil Engineering Dept., Islamic Azad University, Pardis Branch, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Housing & Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Civil Engineering Dept., Islamic Azad University, Pardis Branch, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The inevitable occurrence of earthquakes and the infliction of great human and financial losses, especially devastating earthquakes that have occurred in recent years in different parts of the world, has emphasized the need to find a suitable and reliable solution to strengthen structures against this natural phenomenon. The use of dampers as one of the methods of passive control of structures due to reliable behavior, optimal strength and low maintenance has been considered by many engineers in recent years. Despite its relatively widespread use in buildings, the use of dampers in bridges is not common yet. The purpose of this study is to investigate the effect of using rotary friction dampers as an energy dissipation system in concrete bridges as a suitable solution to improve the seismicity of existing bridges against earthquakes. In this study, modeling has been performed on four bridge samples, with span dimensions of 20 meters and 30 meters and with three and five spans. Using time history analysis, the amount of base shear and maximum displacement have been calculated as the main parameters that have a significant impact on the failure of the stairs. According to the results, the shear force changes decrease by about 10 to 17% with increasing the span length from 20 m to 30 m. Moreover, the displacement of the bridge deck decreases about 4 to 15% by increasing the span length from 20 meters to 30 meters. In addition, by increasing the number of bridge spans from 3 to 5, a maximum increase of 11% is created in the above parameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bridge Seismic Performance
  • Rotational Friction Damper
  • Time History Analysis

مراجع

-خالقیان، ف.، تهرانی‌زاده، م.، (1386)،"طراحی یک نوع میراگر اصطکاکی جدید همراه با لنت ترمز"، مجله علمی پژوهشی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله (JSEE)­، دوره 9، شماره 4.
- باقری، س. حدیدی، ع. و بسطامی، ن.، (1394)، " تعیین مشخصه بار لغزش میراگرهای اصطکاکی در طبقات مختلف قاب­های ساختمانی بر اساس شکل پذیری هدف"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد 45، شماره 2، تابستان.
- عزتی، ر. سعید منیر، ح. و قدرتی امیری، غ.ر.، (1395)، "­بررسی آزمایشگاهی عملکرد میراگر جدید هیبرید اینرسی دورانی اصطکاکی و مقایسه با میراگر اینرسی دورانی ویسکوز"­، مجله سازه و فولاد،
دوره 12، شماره 20، پاییز و زمستان، ص. 30-23.
 
-بهشتی اول، س.ب. و متقی، ل.، (1396)، " اثر خطر زلزله منطقه
بر انتخاب روش بهسازی یک قاب بتن آرمه معیوب"، مجله مهندسی عمران امیرکبیر، دوره 49، شماره 3.
- قلی زاده، س. و مروج نکو، م.، (1396)، "عملکرد لرزه­ای پیکربندی جدیدی از میراگر اصطکاکی دورانی در مهاربندهای ضربدری"، مجله مهندسی عمران و محیط زیست امیرکبیر، سال چهل و نهم،
شماره  زمستان 4، ص. 664-653.
- قلعه نوی، م، کریمی پور، ا. آزاددرمیان، ج.، (1398)، "بررسی مقایسه­ای تاثیر میراگرهای اصطکاکی دورانی، ویسکوالاستیک، TADAS، بر پاسخ لرزه­ای سازه­ها"­، مجله مدل سازی در مهندسی، دوره 17، شماره 59 زمستان، ص. 107-87.
 
- ذبیحی سامانی، م. و صحفی، م.، (1399)، " ارزیابی تاثیر نسل­های مختلف توابع تحریک زمان‌دوام در ساختمان‌های فولادی مجهز
به میراگرهای جدید اصطکاکی دورانی"­، مجله مهندسی سازه و ساخت - نشریه انجمن مهندسی سازه ایران.
 
- فرزاد جعفرزاده، ف.، (1395)، "­بهسازی لرزه­ای پل­های بزرگراهی بر اساس استهلاک انرژی به کمک میراگر اصطکاکی­"، پایان­نامه ارشد  رشته عمران، پژوهشگاه بین­المللی زلزله­شناسی و مهندسی زلزله، تهران.
-نشریه شماره 511 سازمان برنامه و بودجه، (1390)، "راهنمای بهسازی لرزه­ای پل­ها"، معاونت نظارت راهبردی دفتر نظام فنی اجرایی.
- نشریه شماره 463 سازمان برنامه و بودجه­"، آیین نامه طراحی
پل­­های راه و راه­آهن در برابر زلزله­"، (1387)، معاونت نظارت راهبردی دفتر نظام فنی اجرایی.
 
-­A. Filiatrault­, S. Cherry, (1990), “Seismic design spectra for friction-damped structures” Journal of Structural Engineering: Vol. 116. pp. 334–55.
-­A. Golafshani, A­. Gholizad, (2009), “Friction damper for vibration control in offshore steel jacket platforms” Journal of Constructional Steel Research Vol. 65, pp. 180-187.
 
-­A. Pall, C.Marsh, (1982), “Response of friction damped braced frames”, Journal of Structural Engineering; Vol. 108, pp. 1313–23.

-A.Shirkhani, I.Mualla, N.Shabakhty, S.R.Mousavi, (2015), “Behavior of Steel Frames with Rotational Friction Dampers by Endurance Time Method”, Journal of Construction Steel Research, Vol.107, pp.211-222.

-­B.Shrestha, H.Hao, Z.H.JIbrahim, K.Bi, (2016),“On the Effectiveness of Rotational Friction hinge Damper to Control Responses of Multi-Span Simply Supported Bridge to Non-Uniform Ground Motions”, Advances in Structural Engineering,
Vol. 19, Issue. 10.
 
-­G.Wang, Y.Y.Wang, J.Yuan, Y.Yang, D,Wang,  (2017), “Arc-Surfaced Frictional Damper for Vibration Control in Container Crane”,Hindawi Shock and Vibration.
- http:\\www.damptech.com
-­­I.Mualla, B.Belev, (2002),“Performance of steel frames with a new friction damper device under earthquake excitation” Journal of Engineering Structures, Vol. 24, pp. 365-371.
-I.Muala, B.Belev, (2017), “Overview of Recent Projects Implementing Rotational Friction Dampers”, 16th World Conference on Earthquake Engineering, Santiago, Chile.
-I.S.Oance, S.Gelmambet, (2019), “Effect of Number and Position of Rotational Friction Dampers on Seismic Response of Steel Frame”, Sciendo, Ovidious University Annals Series: Civil Engineering, Year 21.
-­I.Mualla, B.Belev, (2015), “Analysis, Design and Applications of Rotational Friction Dampers for Seismic Protection”, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, Vol.62, pp.335-346.
- Jabraeil Padar, (2016)," Seismic monitoring bridge decks with rotational friction dampers" Specialty Journal of Architecture and Construction, Vol. 2 (3), pp.78-91.
-J. Vaseghi, S.Navaei, B.Navayinia, F. Roshantabari (2099), “A Parametric Assessment of Friction Damper in Eccentric Braced Frame” Journal of Engineering and Technology; Vol. 58, pp. 208-212.

-Y. Komachi, M.R. Tabeshpour, A.A. Golafshani, I. Mualla, (2011), “Retrofit of Resaalat Jacket Platform (Persian Golf) sing Friction Damper Device”, Journal of Zhejiang University- Science A (Applied physics & Engineering), Vol. 12(9), pp.680-691.

 

 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار