ارائه مدل سه درجه آزادی برای بررسی تاثیر پارامترهای جرمی بر زمان تناوب طولی پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای

جرم زیر سازه مولفه مهمی است که بر روی زمان تناوب و در نتیجه نیروها و جابجایی‌های پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای اثر می‌گذارد. در حالیکه برخی آیین‌نامه‌های طراحی مانند آئین‌نامه آشتو، در روش ساده شده تحلیل، این جرم را نادیده گرفته‌اند. جرم زیر سازه از چهار مولفه جرم پایه‌ها، جرم تیر سر ستون، ممان اینرسی دورانی پایه‌ها، و ممان اینرسی دورانی تیر سر ستون تشکیل شده‌است. در مقاله حاضر اثر مولفه‌های جرم زیرسازه بر روی زمان تناوب طولی پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای بررسی شده‌است. بدین منظور مدل تحلیلی سه درجه آزادی پل دارای جداگر لرزه‌ای در جهت طولی و محاسبات زمان تناوب طولی در چهار حالت دقیق، با نادیده گرفتن ممان اینرسی دورانی، با نادیده گرفتن جرم تیر سرستون و در آخر با نادیده گرفتن کل مولفه‌های جرم زیر سازه (مدل پیشنهادی آئین نامه آشتو) ارائه شد. صحت سنجی مدل تحلیلی ارائه شده در حالت دقیق، از طریق مقایسه با مدل اجزا محدود انجام شد. نتایج نشان داد ممان اینرسی دورانی زیر سازه تاثیری بر روی زمان تناوب طولی ندارد، در حالیکه تاثیر جرم تیر سر ستون در پل‌های جداسازی شده با پایه‌های بلند قابل ملاحظه بوده و نادیده گرفتن آن منجر به ایجاد 8% خطا در زمان تناوب طولی پل‌های نامبرده می‌گردد. همچنین نتایج نشان داد روش‌های ساده شده‌ای که کل جرم زیر سازه را نادیده می‌گیرند، مشابه روش بکار گرفته شده در آئین نامه آشتو، در برخی پل‌ها نتایج دقیقی ندارد و هرچه نسبت سختی جداگر لرزه‌ای به سختی زیر سازه افزایش می‌یابد، خطای این روش‌ها در تخمین زمان تناوب افزایش یافته‌ و به 15% رسیده‌است.