بررسی اثر مفصل های پلاستیک در رفتار لرزه ای پل های یکپارچه

پل ها به عنوان عناصر مهم و کلیدی در شبکه راه کشور نقش منحصر به فردی را به لحاظ اقتصادی ، سیاسی و نظامی ایفا می کنند و تأمین ایمنی و پایداری در هر زمان، علی الخصوص هنگام وقوع وقایع غیرمترقبه و مصیبت واری چون زلزله، از ضرورت و اهمیت بالایی برخوردار است. در حالت کلی دو روش عمده برای جذب و اتلاف انرژی های وارده در پل ها وجود دارد. یکی از این روشها استفاده از جداگر پایه و دیگری، روش ایجاد مفاصل پلاستیک است. روش ایجاد مفاصل پلاستیک سازکاری است که در آن نیروهای وارده به نقاطی از سازه که امکان وارسی و بازسازی مجدد آنها امکان پذیر باشد، هدایت شده و سازه پل با ایجاد شکل پذیری و جذب انرژی، نیروهای وارده را مستهلک می سازد. این امر در آیین نامه های طراحی لرزه ای پل با ایجاد ضریبی بنام ضریب رفتار (ضریب کاهش نیرو) در اعضاء مختلف سازه ای از جمله پایه ها، پی ها، اتصالات و غیره محقق می شود. از سویی دیگر و با توجه به نتایج بدست آمده از زمین لرزه های پیشین و عملکرد لرزه ای نه چندان مناسب پل های درزدار و خرابی های به وجود آمده در آنها تمایل به استفاده از پلهای یکپارچه رو به افزایش است. پلهای یکپارچه پل هایی هستند که در آنها عرشه، پایه ها و اتصالات بین آنها به صورت گیردار به هم متصل شده و عملکرد سازه پل به صورت پیوسته و یکپارچه می باشد. فلذا بررسی نقش مفصل پلاستیک در پایه های پل جهت هدایت شکل پذیری و مقایسه نتایج بدست آمده با مفروضات موجود طراحی در این خصوص و نیز نقش این مفاصل در بهبود عملکرد لرزه ای پل های یکپارچه ضرورتی بود که محقق را بر انجام این پژوهش واداشت. در این پژوهش به منظور بررسی عملکرد لرزه ای پل های یکپارچه و نقش مفصل پلاستیک در بهبود این فرآیند، یک پل بتنی نمونه به نمایندگی از پل های رایج اجرا شده در طی سالیان اخیر، انتخاب شده و براساس مبانی تئوریک ارایه شده مورد بررسی قرار می گیرد. این پل پس از مدلسازی در نرم افزار sap2000، ابتدا تحلیل استاتیکی غیر خطی شده و سپس تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی در دو راستای طولی و عرضی و با فرض پل یکپارچه و درزدار قرار می گیرد تا بدین منظور، نحوه ایجاد مفاصل پلاستیک در پایه ها، توزیع این مفاصل، ظرفیت شکل پذیری سازه و ضرایب کاهش نیرو به ترتیب تحت نیروی فرضی افزاینده و نیروهای واقعی حاصل از شتابنگاشتهای مختلف بدست آید. با مقایسه نتایج بدست آمده از انجام تحلیل های فوق نتایجی چون بروز رفتار لرزه ای متفاوت در راستای طولی پل درزدار در مقایسه با حالت یکپارچه، عدم توزیع یکنواخت مفاصل پلاستیک در راستای طولی پل درزدار و رفتار لرزه ای مشابه در راستای عرضی بدست می آید. نهایتاً این نتایج در قالب توصیه های طراحی لرزه ای پل به طراحان ارائه می گردد.