به رفتار بهتر در برابر زلزله میشود. در سازههای با طراحی مناسب، تحلیل پوشآور بسیاری از اجزای سازهای را در برمیگیرد و منجر به یک طراحی بهینه میشود[۳۰-۳۲].
در تحلیل فروپاشی پیشرونده، این روش، بارهای قائم را به صورت مرحله به مرحله، تا زمان دستیابی به بار نهائی یا تا زمان گسیختگی سازه افزایش میدهد. در بسیاری از موارد، تحلیل پوشآور قائم، تحلیل کنترل شونده توسط نیرو میباشد. زیرا، در تحلیل پتانسیل فروپاشی پیشرونده، عملکرد سازه تحت بارهای بهره برداری نرمال مورد ارزیابی قرار میگیرد.
از آنجائیکه، فروپاشی پیشرونده، میتواند در اثر آسیب نسبتا کوچک ایجاد شود؛ تحلیل پوشآور قائم، تنها تعداد معدودی از اجزا به کار گرفته میشوند (اجزای بسیار دور از موقعیت آسیب اولیه، ممکن است تسلیم نشوند). همچنین، از آنجائیکه اجزای باربر قائمی که در بالای اجزای حذف شده قرار دارند، تغییر شکلهای شدیدی مانند افزایش یا کاهش طول ناشی از حذف مسیر مستقیم بار را تحمل نمیکنند؛ گسیختگی یک عضو باربر (تکیه گاهی)، در بسیاری از موارد، منجر به گسیختگی اجزائی که در بالای آن قراردارند و در نتیجه فروپاشی پیشرونده میشود. بنابراین، تحلیل پوشآور قائم در ارزیابی فروپاشی پیشرونده منجر به شکل پذیری محافظهکارانهای میشود.
براین اساس، تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوشآور قائم) در تخمین فروپاشی پیشرونده، چندان مفید نیست.
مزیت اصلی این روش، رفتار غیرخطی آن میباشد. در مقابل معایب آن به شرح زیر میباشد :
اثرات دینامیکی مانند ضرایب افزایش، اینرسی و نیروهای میرائی را در نظر نمیگیرد.
نسبتا پیچیده میباشد
ممکن است زمانبر باشد.
منجر به نتایج بسیار محافظه کارانه میشود
این روش، به سازههای نسبتا ساده با رفتار قابل تخمین محدود میشود.
تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی الاستیک خطی۴۴
روش تحلیل الاستیک خطی دینامیکی به صورت حفظ اجزای باربر اصلی سازه میباشد که سبب ارتعاش الاستیک خطی حقیقی۴۵ میشود. از اینرو، این نوع تحلیل، تحلیل تاریخچه زمانی نامیده میشود. این روش از روش استاتیکی معادل دقیقتر است زیرا به طور طبیعی ضرایب بزرگنمائی دینامیکی، اینرسی و میرائی، منظور میشود.
مزیت این روش در نظر گرفتن رفتار دینامیکی سازه میباشد. با این وجود، دارای معایبی به شرح زیر میباشد:
رفتار غیرخطی مصالح در نظر گرفته نمیشود.
این تحلیل در سازههائی با مقیاس بزرگ، زمانبر خواهد بود.
روشی تقریبا پیچیده میباشد.
محاسبات اضافی برای تعیین گامهای زمانی و بارهای داخلی مورد نیاز است.
ممکن است بزرگنمائی دینامیکی، اینرسی و میرائی در سازههائی که دارای تغییر شکلهای پلاستیک بزرگی هستند، به درستی محاسبه نشود.
این روش برای تحلیل سازههائی که تغییرشکل پلاستیک کمی دارند، مفید خواهد بود.
تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی۴۶
کاملترین روش در تحلیل فروپاشی پیشرونده، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی میباشد که در آن اجزای سازهای باربر اصلی، به صورت دینامیکی حذف میشوند و مصالح مجاز به تحمل رفتار غیرخطی میباشند. این عمل سبب تغییرشکلهای بزرگتر، جذب انرژی، تسلیم مصالح و ترک خوردگی و گسیختگی میشود[۳۰-۳۳].
مزایای این روش عبارتند از :
منجر به نتایج واقعی میشود.
شامل رفتار دینامیکی سازه است.
مصالح دارای رفتار غیرخطی میباشند
با این حال این روش نیز دارای معایبی میباشد:
ممکن است بسیار زمانبر باشد.
نیاز به ارزیابی و صحت سنجی دقیق دارد.
ارزیابی نتایج دشوار است. در بسیاری از موارد، نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی بایستی به طور مستقل مورد ارزیابی و صحتسنجی قرار گیرند. پیش تحلیلهای اولیه، مدلهای جایگزین و مطالعه حساسیت در ارزیابی دقت تحلیل موثر خواهد بود.
تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، ممکن است بسیار زمانبر باشد. در نتیجه ممکن است سبب محدود شدن تعداد عوامل غیرخطی به منظور کاهش زمان مدلسازی و تحلیل شود.
روشهای مقابله با فروپاشی پیش رونده در پلها
مقاومت طراحی سازه در برابر فروپاشی پیش رونده وابسته به سیستم سازهای، ساختار فضائی و استحکام۴۷ آن میباشد. در مهندسی عمران، استحکام به صورت عدم حساسیت به گسیختگی موضعی تعریف میشود. با توجه به اینکه سازههای مختلف، دارای استحکام متفاوتی هستند، دستیابی به تعادل بهینه بین ایمنی و اقتصاد در مهندسی عمران مورد توجه میباشد [۵, ۷].
اگرچه پلها نسبت ساختمانها دارای ساختار سادهتری میباشند اما، به دلیل ویژگیهائی مانند اضافه مقاومت پائین۴۸، اعمال بارهای سنگین، اندرکنش پیچیده سازهای و سطح اهمیت بالا نیازمند طراحی دقیقتری هستند. همچنین، در نظر گرفتی فرضیات نامناسب میتواند سبب نتایج ناسازگار با واقعیت شود. طراحی پلهای مقاوم در برابر فروپاشی میتواند بر مبنای استانداردهای طراحی ساختمانها به همراه در نظر گرفتن الزامات طراحی پلها صورت پذیرد [۷].
کنترل حادثه
منظور از کنترل حادثه، کنترل حوادث غیر مترقبه به کمک موانع مهاری غیر سازهای میباشد. هدف از این عمل، کاهش احتمال آسیب دیدگی ناشی از حوادث ناگهانی به کمک کنترل، پایش و محافظت میباشد. این موانع عبارتند از; موانع کنترل کننده بارگذاری (مانند موانع اطراف پایه پلها به منظور جلوگیری از برخورد وسایل نقلیه، وجود گاردریل جهت جلوگیری از نزدیک شدن عابرین پیاده و خودروها به کابلهای نگهدارندهی پلها کابلی و مهارهای پلهای معلق، و به کارگیری روش اجرای مناسب در مرحله ساخت یا تخریب) و مدیریت تعمیر و نگهداری (مانند بازرسی دورهای به منظور جلوگیری از فرسایش). در صورت به کارگیری مناسب، این روش میتواند به میزان قابل قبولی در حفاظت سازهها موثر باشد، با این یک روش عملی در طراحی نمیباشد زیرا وقایع غیر مترقبه قابل پیشبینی نمیباشند[۷].
طراحی غیر مستقیم
به طورکلی، طراحی غیرمستقیم، مبتنی بر ضوابط طراحی تجویزی میباشد که سبب افزایش یکپارچگی و استحکام سازه، شکلپذیری میشوند مانند طراحی بهینه ساختار سازه، مقاومت سازه، اتصالات، استفاده از مصالح شکلپذیر و افزایش درجه نامعینی استاتیکی سازه. هدف از این کار، مستحکم کردن ارتباط بین اجزا، بهبود استحکام سازهای و جلوگیری از فروپاشی پیشرونده میباشد. همچنین به کارگیری ضوابط لرزهای که مبتنی بر شکلپذیری و یکپارچگی سازه هستند نیز موثر خواهد بود. در این روش، سازهها توانائی مقابله با فروپاشی پیشرونده را از طریق جذب انرژی جنبشی و به کارگیری مناسب مقاومت پلاستیک و رفتار زنجیری دارند. استفاده کامل از مقاومت کششی تارهای داخلی پس از گسیختگی خمشی یک تیر، که رفتار زنجیری نامیده میشود، از فروپاشی آنی جلوگیری خواهد کرد و در نتیجه خطر فروپاشی پیشرونده کاهش مییابد. بنابراین، بایستی رفتار پلاستیک مصالح به دقت مورد بررسی قرار گیرد. به منظور جلوگیری از گسیختگی موضعی در شاهتیرهای سراسری، مسلح کردن وسط دهانه و تکیه گاهها مفید خواهد بود زیرا، تشکیل مفصل پلاستیک در جذب انرژی کرنشی موثر بوده و سبب جلوگیری از گسیختگی ترد میشود. در پلهای کابلی و معلق، تقویت اتصالات به منظور بهبود یکپارچگی موثر خواهد بود[۷].
مقاومت موضعی مشخصه
در صورتیکه وسعت آسیب دیدگی غیر قابل پیش بینی باشد، عضو حذف شده به عنوان یک المان کلیدی در نظر گرفته میشود. تکیهگاههای موقت و ستونهای کمکی حین ساخت، کابل پلهای معلق و غیره نمونههائی از اعضای کلیدی میباشند. به منظور تامین بیشترین ایمنی برای این اجزا در مقابل وقایع ناشناخته، به کارگیری مقاومت موضعی مشخصه کارائی مناسبی خواهد داشت. این عمل سبب افزایش استحکام اجزا خواهد شد، هرچند باعث افزایش هزینه ساخت نیز میشود. با این حال، تعیین بار معادل وارده به سازه دشوار میباشد. در ضمن، تعیین معیار گسیختگی منطقی نیز پیچیده میباشد[۷].
مسیر بار جایگزین
این روش مبتنی بر یک تحلیل سازهای پیچیده میباشد. در ابتدا اجزای کلیدی بایستی به شکل مناسبی تعیین و بدون اثر گذاری بر اتصال سایر اجزا، به منظور شبیه سازی گسیختگی موضعی، حذف گردد. پس از ویژگیهای مکانیکی سازه، سازهی باقیمانده مورد بررسی قرار میگیرد. بر خلاف مقاومت موضعی مشخصه، مسیر بار جایگزین سبب افزایش استحکام کل سازه میگردد، در حالیکه گسیختگی موضعی امکانپذیر است[۷].
روش اصلی برای دستیابی به مسیرهای انتقال بار مختلف، افزایش اضافه مقاومت سازه با استفاده از روشهائی مانند اضافه کردن اجزای اضافی و افزایش درجه نامعینی سازه میباشد. حذف ناگهانی یک عضو از سازه مانند یک کابل از پل معلق یک عضو از پل خرپائی سبب ایجاد بار دینامیکی ناگهانی در سازه میشود. در این حالت مسیر بار جایگزین میتواند به عنوان منبعی برای مقابله با گسیختگی باشد.
جداسازی
هدف از این روش، محدود کردن گسیختگی به قسمت مشخصی از سازه که براساس سطح قابل قبولی از پیشروی تعیین میشود، میباشد. اجزای سازهای که در محل جداسازی قرار دارند، تبدیل به المانهای کلیدی میشوند. ضریب ایمنی بالای این اجزا، با استفاده از روش مقاومت موضعی مشخصه قابل دستیابی است. در حقیقت، این عمل، روش دیگری برای افزایش استحکام سازه میباشد. این روش برای پلهائی که در برابر فروپاشی پیشرونده ضعیف هستند موثر خواهد بود. پیوستگی سبب انتقال بارهای باز توزیع شده میشود. گاهی اوقات، کاهش پیوستگی سازه میتواند سبب افزایش استحکام کل سازه شود. در صورت جداسازی سازه و به کارگیری مسیرهای بار جایگزین در هریک از زیر مجموعهها، استحکام و مقاومت سازه در برابر فروپاشی پیشرونده، به شدت افزایش مییابد[۷].
تاریخچهی فروپاشی پیشرونده
در جدول شماره (۲-۲) تاریخچهی آسیب وارد به پلها که دچار فروپاشی پیشرونده شدهاند بصورت کلاسه شده، به همراه نوع آسیب دیدگی یا فروپاشی، سال وقوع رخداد حادثه و خسارت وارده ناشی از فروپاشی گردآوری شدهاست.
تاریخچه ی فروپاشی پیشرونده پل ها به همراه میزان تلفات و برآورد خسارت ناشی از آسیب وارده به پل[۳۴]

ردیف

نام پل

کشور
مشخصات
پل دچار آسیب شده
نوع آسیب دیدگی یا فروپاشی
سال وقوع رخداد
حادثه
خسارت وارده ناشی از فروپاشی

۱

Silver bridge

امریکا

پل معلق ۴ دهانه خرپایی به طول ۵۷۰ متر

پدیدآمدن ترکهای خستگی در دال عرشه

۵
دسامبر
۱۹۶۸

۴۶
کشته و زخمی
حدود ۳۰۰ میلیون دلار

۲

Mianus River

امریکا
پل فلزی ۴ دهانه خرپایی به طول ۶۰۰ متر
خستگی
ورق
اتصال
۲۸
ژوئن
۱۹۸۳
۳ کشته
هزینه حدود ۴۰۰میلیون دلار

۳

Haeng-Ju Grand Bridge

کره جنوبی
پل کابلی ۵ دهنه باعرشه بتنی به طول ۸۰۰ متر
در اثر پارگی تاندون های نگهدارنده ی یک دهانه

۱۹۹۲

۱۹ نفر کشته و مجروح و هزینه حدود ۴۵۰ میلبون دلار

۴

Roin Atirition

یونان

پل کابلی ۴ دهنه به

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید