تحلیـل دینامیکی غیرهمـزمان و غیریکـنواخت پلهای چند دهـانه

در این پایان نامه تحریک غیرهمزمان و غیریکنواخت مورد بررسی قرار گرفت و تحلیل دینامیکی سازه پل بتنی چند دهانه در قالب سه حالت غیریکنواخت و همزمان، یکنواخت و غیرهمزمان و غیرهمزمان و غیریکنواخت (تحریک چندتکیه گاهی) انجام گرفت. در تحریک غیرهمزمان و یکنواخت، انتشار امواج زلزله با سرعتهای مختلف در نظر گرفته شد و بر اساس این سرعتها تاخیرهای زمانی ایجاد شده در پایه ها محاسبه و در ورودی نرم افزار (opensees) منظور گردید. اما در تحریک همزمان و غیریکنواخت به علت نبود اطلاعات موج لرزه ای در طول مسیر انتشار خود در سازه ها لازم شد با مقایسه شتابنگاشتهای ثبت شده در ناحیه (smart1-array) ، ضرایب کاهنده ای برای تحریکهای لرزه ای در پایه ها به منظور اثر دادن استهلاک انرژی لرزه ای در برنامه اعمال گردد. در مرحله نهایی در تحریک غیرهمزمان و غیریکنواخت (تحریک چندتکیه گاهی) با استفاده از شتابنگاشتهای ثبت شده در ناحیه (smart1-array) به همراه شتابنگاشتهای مصنوعی تولید شده از شبکه عصبی مصنوعی، وضعیت تحریک چندتکیه گاهی بر سازه مذکور اعمال گردید. در مجموع می توان به عنوان نتیجه گیری نهایی این پژوهش به موارد زیر اشاره نمود: 1- در حالت تحریک غیریکنواخت و همزمان برای بارگذاری ایده آل دینامیکی، به علت اینکه رکوردهای اعمالی رفته رفته مستهلک شده و از دامنه و شدت نوسانی آنها کاسته می شود، بنابراین تاثیر چشمگیری بر پاسخهای دینامیکی سازه نخواهند داشت و با وجود تولید پاسخهای شبهه استاتیکی در پاسخ دینامیکی شاهد افزایش قابل توجه در پاسخ ها نخواهیم بود. تقریباً در تمامی موارد بررسی شده (بجز چند مورد خاص) اعمال این نوع تحریک در مقایسه با حالت تحریک کاملاً یکنواخت باعث کاهش جزئی در مجموعه پاسخ های دینامیکی سازه می گردد. از جمله موارد خاص تاثیر افزایشی بر لنگر خمشیmz در المانهای ستونی هنگام تحریک در جهت قائم و نیز در مقدار نیروی محوری fx المانهای تیری هنگام تحریک در راستای طولی سازه می باشند. 2- در وضعیت تحریک غیرهمزمان و یکنواخت برای بارگذاری ایده آل دینامیکی، با کاهش سرعت انتشار موج لرزه ای پاسخها بیشتر تحت تاثیر قرار میگیرند. بدین معنی که هرچه سرعت انتشار موج افزایش یابد حالت تحریک غیرهمزمان به حالت تحریک کاملاً همزمان نزدیکتر می شود. در مجموع اعمال وضعیت غیرهمزمانی به علت تولید پاسخهای شبهه استاتیکی قابل توجه تقریباً در اکثر موارد موجب افزایش محسوس در پاسخهای دینامیکی (نیروهای داخای اعضا) می گردد؛ بخصوص اگر سرعت انتشار موج در کمترین حالت در نظر گرفته شود. البته در برخی موارد نیز اعمال این نوع بارگذاری دینامیکی باعث افزایش چشمگیر و قابل ملاحظه در میزان پاسخ ها شده است. مثلاً در شرایطی که تحریک لرزه ای در راستای عمودی سازه باشد، نیروی برشی fy و لنگر خمشی mz در مقطع المانهای ستونی دچار افزایش قابل توجه در مقدار نقاط حداکثری پاسخ خواهند بود. همچنین در حالت تحریک لرزه ای در راستای طولی سازه، نیروی محوری fx در مقطع المان تیری دچار افزایش شدید می گردد. همچنین با در نظر گرفتن راستای تحریک جانبی برای سازه، برای مقدار نیروی محوری fx و لنگر خمشی mz در مقاطع المان تیری افزایش قابل توجهی در پاسخها رخ خواهد داد. 3- در حالت تحریک چند تکیه گاهی برای بارگذاری ایده آل دینامیکی، که در واقع مجموع دو حالت قبلی می باشد، اگرچه وضعیت غیریکنواختی باعث کاهش در پاسخ ها می گردد ولی ایجاد پاسخهای شبهه استاتیکی در حالت غیرهمزمانی در پاسخ دینامیکی باعث جبران آن شده و در نهایت منجر به افزایش چشمگیر در اغلب پاسخهای دینامیکی می گردد. البته دلیل این امر را می توان در ترکیب و همآنی پاسخهای شبهه استاتیکی تولید شده هم در حالت تحریک غیریکنواخت و هم در حالت تحریک غیرهمزمان یافت. 4- در بررسی پاسخ های دینامیکی تولید شده از وضعیت بارگذاری حقیقی که در آن از شتابنگاشتهای ثبت شده در منطقه شتابنگارهای متراکم (smart1-array) و شتابنگاشتهای مصنوعی تولید شده در داخل فاصله میدانی آن استفاده شده است، صحت نتایج حالت بارگذاری ایده آل تائید می گردد. البته چنانچه ذکر شد در این حالت نیز تغییرات اعمالی در وضعیت تحریک دینامیکی در حد اندازه ی سازه مورد آزمایش نبوده که این امر در نهایت به تشدید پاسخهای دینامیکی نسبت به حالت بارگذاری دینامیکی ایده آل می گردد. 5- در تحلیل های غیرهمزمان و غیریکنواخت قسمت عمده تغییر شکلهای کل سیستم را جابحایی های شبهه استاتیکی تشکیل می دهند. این جابجایی در اثر حرکت های نسبی تکیه گاهها نسبت به هم بوجود می آیند و چنانچه در فصل سوم بیان گردید، این جابجایی ها در تحلیل دینامیکی بدلیل حرکت هماهنگ و با هم تکیه گاه ها صفر می باشند. جابجایی های شبهه استاتیکی وابستگی زیادی به جابجایی های زمین دارند. بنابراین برای رسیدن به دقت لازم در پاسخ ها بایستی از شتابنگاشتهای تصحیح شده استفاده نمود. این موضوع در تحلیل دینامیکی معمولی بدلیل استفاده از جابجایی های زمین و صفر بودن جابجایی های شبهه استاتیکی صفر بوده ولی در تحلیل غیرهمزمان و غیریکنواخت عدم استفاده از شتابنگاشتهای تصحیح شده باعث انحراف از مقدار واقعی و دقیق تحلیل میگردد که به وضوح در این پژوهش ملاحظه گردید. 6- با در نظر گرفتن نتایج تحقیقات گسترده ی قبلی و توصیه لحاظ نمودن تاثیر وضعیت تحریک چند تکیه گاهی در بارگذاری دینامیکی در سازه های که دارای طول قابل توجه هستند، در این پژوهش نیز بصورت بزرگ نمایی شده از وضعیت تحریک چند تکیه گاهی می توان به توصیه فوق رسید. چنانچه امروزه در برخی از آیین نامه های طراحی توصیه هایی در راستای بهبود عملکرد لرزه ای سازه های طویل بیان شده است. 7- بنابراین به نظر می رسد حتی در سازه هایی هم که دارای طول زیاد و نقاط متعدد تکیه گاهی نیستند نیز بهتر است جهت بالا بردن ایمنی دراز مدت سازه که گاهی ممکن است نقش کلیدی در زیر ساختهای شهری داشته باشد، تاثیر این نوع تحریک دینامیکی با استفاده از روشهای تئوری ذکر شده و برنامه های تحلیل موجود مورد توجه قرار گرفته و کنترل گردند.