بررسی فرو پاشی پل های خرپائی

فهرست مطالب

فصل 1: 1

مقدمه و کلیات  1

1-1- مقدمه. 2

1-2- ضرورت تحقیق.. 5

1-3- هدف تحقیق.. 6

1-4- شیوه تحقیق.. 7

1-5- ساختار پایان­نامه. 7

فصل 2: 10

ادبیات و پیشینه­ی تحقیق  10

2-1- مقدمه. 11

2-2- تعریف آسیب سازهای.. 11

2-3- تعریف فروپاشی پیش­رونده 11

2-4- بارهای غیرعادی.. 12

2-4-1- انفجار گاز. 13

2-4-2- انفجار بمب... 14

2-4-3- ضربه­ی ناشی از برخورد. 15

2-4-4- آتش سوزی.. 15

2-4-5- خطای ساخت... 16

2-5- مفاهیم اولیه در فروپاشی پیش­رونده 16

2-6- تاریخچه پیدایش استانداردهای مربوط به فروپاشی پیش­رونده 17

2-7- ترکیب بارهای فروپاشی پیش رونده در استانداردها 19

2-7-1- ترکیب بار شامل بارگذاری­های نامشخص.... 19

2-7-2- ترکیب بارهای اسمی با استفاده از تنش مجاز طراحی.. 20

2-7-2-1- ترکیب بارهای مبنا 20

2-7-3- ترکیبات بار برای حوادث فوق­العاده و استثنائی.. 20

2-7-3-1- ظرفیت تحمل بار. 21

2-7-3-2- ظرفیت باقیمانده 21

2-7-3-3- شرایط ثبات و پایداری سازه 21

2-8-ترکیبات بارگذاری مورد نیاز درتحلیل فروپاشی پیش­رونده 22

2-9- بررسی انواع فروپاشی پیش­رونده در سازه­ها 23

2-9-1- فروپاشی پنکیکی.. 23

2-9-2- فروپاشی دومینویی.. 25

2-9-3- فروپاشی زیپی.. 25

2-9-4- فروپاشی برشی.. 27

2-9-5- فروپاشی ناشی از ناپایداری.. 27

2-9-6- فروپاشی ترکیبی.. 28

2-10- فروپاشی پیش­رونده پل­ها 29

2-10-1- فروپاشی ناشی از گسیختگی تکیه­گاه 29

2-10-2- فروپاشی ناشی گسیختگی موضعی.. 32

2-11- روشهای تحلیل سازه­ها در مقابل فروپاشی پیش­رونده 34

2-11-1- تحلیل استاتیکی الاستیک خطی.. 34

2-11-2- تحلیل استاتیکی غیرخطی.. 35

2-11-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی الاستیک خطی.. 36

2-11-4- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی.. 37

2-12- روش­های مقابله با فروپاشی پیش­رونده در پل­ها 38

2-12-1- کنترل حادثه. 39

2-12-2- طراحی غیرمستقیم. 39

2-12-3- مقاومت موضعی مشخصه. 40

2-12-4- مسیر بار جایگزین.. 40

2-12-5- جداسازی.. 40

2-13- تاریخچه­ی فروپاشی پیش­رونده 41

فصل 3: 44

روش تحقیق  44

3-1- مقدمه. 45

3-2- مدل تحلیلی.. 47

3-2-1- کلیاتی پیرامون نمونه­ی آزمایشگاهی.. 47

3-2-1- صحت­سنجی مدل آزمایشگاهی.. 50

3-2-2- نحوه مدل­سازی.. 51

3-3- بارگذاری.. 55

3-4- تعیین اعضای کلیدی.. 57

3-5- نتیجه­گیری.. 62

فصل 4: 64

محاسبات و یافته­ها 64

4-1- مقدمه. 65

4-2- معیار انتخاب سناریوی حذف اعضای کلیدی.. 65

4-3- تعیین روش تحلیل مناسب... 71

4-3-1- اثر حذف اعضای B10 و B9. 71

4-3-2- اثر حذف اعضای T4 و T5. 74

4-4- ضریب افزایش دینامیکی.. 77

فصل 5: 80

نتیجه­گیری و پیشنهادات  80

5-1-مقدمه. 81

5-2- نتیجه­گیری.. 81

5-3- ارائه پیشنهادات... 82

منابع و مآخذ................................................................................................................ 83

فهرست اشکال

شکل (1-1) فروپاشی پیش رونده پل [6] I-35W... 4

شکل (1-2) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [7] 4

شکل (1-3) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [8] 5

شکل (2-1) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار گاز [12] 13

شکل (2-2) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار : (a فاصله 1 متر، (b فاصله 5 متر، (c فاصله 10 متر[12] 14

شکل (2-3) ساختمان آلفرد پ. مورا قبل از انفجار و بعد از انفجار[18] 18

شکل (2-4) مراحل فروپاشی پیش رونده پنکیکی [27] 24

شکل (2-5) فروپاشی برجهای دو قلو در اثر فروپاشی پیش رونده پنکیکی [28] 24

شکل (2-6) مراحل فروپاشی پیش رونده دومینوئی[27] 25

شکل (2-7) مراحل فروپاشی پیش رونده زیپی[27] 26

شکل (2-8) فروپاشی پیش رونده زیپی پل کابلی[26] 26

شکل (2-9) فروپاشی پیش رونده برشی اسلیپر پیش تنیده [29] 27

شکل (2-10) مراحل فروپاشی پیش رونده ناشی از ناپایداری[27] 28

شکل (2-11) فروپاشی پیش رونده ترکیبی ساختمان مورا [26] 28

شکل (2-12) فروپاشی پیشرونده پل کوآنگ دونگ در اثر آسیب دیدگی پایه میانی[7] 30

شکل (2-13) فروپاشی پیشرونده پل هانگجو در اثر حذف ناگهانی ستون موقت[5] 31

شکل (2-14) فروپاشی پیشرونده پل بآیهوا در اثر آسیب دیدگی ستونهای آن [7] 31

شکل (2-15) فروپاشی پیشرونده پل کبک در اثر کمانش مهارهای جانبی آن[7] 32

شکل (2-16) فروپاشی پیشرونده پل زایاوتانمن در اثر گسیختگی مهارهای آن[7]. 33

شکل (2-17) فروپاشی پیشرونده پل پرچم سرخ در اثر تخریب غیر اصولی[7] 33

شکل (3-1) ابعاد هندسی نمونه آزمایشگاهی[35] 48

شکل (3-2) نمونه آزمایشگاهی پل خرپائی [35] 48

شکل (3-3) تکیه گاههای نمونه آزمایشگاهی (a) تکیه گاه غلتکی و (b) تکیه گاه مفصلی.. 50

شکل (3-4) شکل مدلسازی پل خرپایی در حالت نیمرخ پل.. 51

شکل (3-5) شکل مدلسازی شده در نمای 3 بعدی از پل خرپایی.. 52

شکل (3-6) مشخصات و جنس مصالح.. 52

شکل (3-7) نحوه تعریف سطح مقطع ( 2x25x50 ). 53

شکل (3-8) مشخصات مصالح سطح مقطع ( 3x30 ). 53

شکل (3-9) مشخصات سطح مصالح ( 6/1x20 ). 54

شکل (3-10) مشخصات مفصل پلاستیک محوری.. 55

شکل (3-11) بارگذاری غیرخطی با در نظر گرفتن اثر تغییر شکل­های بزرگ.....................................56

شکل (3-12) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی(گروه اول) 59

شکل (3-13) شاخص تغییرات گروه اول. 59

شکل (3-14) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی(گروه دوم). 59

شکل (3-15) شاخص تغییرات گروه دوم. 60

شکل (3-16) سناریوهای حذف اعضای قائم(گروه سوم). 60

شکل (3-17) شاخص تغییرات گروه سوم. 61

شکل (3-18) سناریوهای حذف اعضای مورب(گروه چهارم). 61

شکل (3-19) شاخص تغییرات گروه چهارم. 62

شکل (4-1) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی.. 67

شکل (4-2) پارمترهای آماری  اعضای سازه در گروه اول سناریوی آسیب... 67

شکل (4-3) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی.. 68

شکل (4-4) پارمترهای آماری  اعضای سازه در گروه دوم سناریوی آسیب... 68

شکل (4-5) سناریوهای حذف اعضای قائم. 69

شکل (4-6) پارمترهای آماری  اعضای سازه در گروه سوم سناریوی آسیب... 69

شکل (4-7) سناریوهای حذف اعضای مورب... 70

شکل (4-8) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه چهارم سناریوی آسیب... 70

شکل (4-9) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال پائینی.. 72

شکل (4-10) مفدار میانگین نیرویی اعضای کلیدی در اعضای یال پائینی.. 72

شکل (4-11) میزان واریانس نیروها در اعضای کلیدی یال پائینی.. 73

شکل (4-12) میزان انحراف معیار نیروها در اعضای کلیدی یال پائینی.. 73

شکل (4-13) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال بالائی.. 75

شکل (4-14) مفدار میانگین نیرویی اعضای کلیدی در اعضای کلیدی یال بالائی.. 75

شکل (4-15) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال بالائی.. 76

شکل (4-16) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای یال بالائی.. 76

فهرست جداول

جدول (2-1) ترکیبات بارگذاری آئین نامه ها در ارزیابی پتانسیل فروپاشی پیش رونده سازه ها 31

جدول (3-1) تاریخچه ی فروپاشی پیش رونده پل ها به همراه میزان تلفات و برآورد خسارت ناشی از آسیب وارده به پل  53

جدول (3-2) مشخصات اجزای خرپا 58

جدول (3-3) جدول مربوط به صحت سنجی فرکانسهای 3 مد اول. 64

جدول (4-1) برنامه ریزی آزمایشهای انجام شده برای عضو ; 80

جدول (4-2) برنامه ریزی آزمایشهای انجام شده برای عضو شمارهی 49  81