۲-۱۲-۳- مقاومت موضعی مشخصه ۴۰
۲-۱۲-۴- مسیر بار جایگزین ۴۰
۲-۱۲-۵- جداسازی ۴۰
۲-۱۳- تاریخچهی فروپاشی پیشرونده ۴۱
فصل ۳: ۴۴
روش تحقیق ۴۴
۳-۱- مقدمه ۴۵
۳-۲- مدل تحلیلی ۴۷
۳-۲-۱- کلیاتی پیرامون نمونهی آزمایشگاهی ۴۷
۳-۲-۱- صحتسنجی مدل آزمایشگاهی ۵۰
۳-۲-۲- نحوه مدلسازی ۵۱
۳-۳- بارگذاری ۵۵
۳-۴- تعیین اعضای کلیدی ۵۷
۳-۵- نتیجهگیری ۶۲
فصل ۴: ۶۴
محاسبات و یافتهها ۶۴
۴-۱- مقدمه ۶۵
۴-۲- معیار انتخاب سناریوی حذف اعضای کلیدی ۶۵
۴-۳- تعیین روش تحلیل مناسب ۷۱
۴-۳-۱- اثر حذف اعضای B10 و B9 ۷۱
۴-۳-۲- اثر حذف اعضای T4 و T5 ۷۴
۴-۴- ضریب افزایش دینامیکی ۷۷
فصل ۵: ۸۰
نتیجهگیری و پیشنهادات ۸۰
۵-۱-مقدمه ۸۱
۵-۲- نتیجهگیری ۸۱
۵-۳- ارائه پیشنهادات ۸۲
منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………. ۸۳

فهرست اشکال
شکل (۱-۱) فروپاشی پیش رونده پل [۶] I-35W ۴
شکل (۱-۲) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [۷] ۴
شکل (۱-۳) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [۸] ۵
شکل (۲-۱) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار گاز [۱۲] ۱۳
شکل (۲-۲) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار : (a فاصله ۱ متر، (b فاصله ۵ متر، (c فاصله ۱۰ متر[۱۲] ۱۴
شکل (۲-۳) ساختمان آلفرد پ. مورا قبل از انفجار و بعد از انفجار[۱۸] ۱۸
شکل (۲-۴) مراحل فروپاشی پیش رونده پنکیکی [۲۷] ۲۴
شکل (۲-۵) فروپاشی برجهای دو قلو در اثر فروپاشی پیش رونده پنکیکی [۲۸] ۲۴
شکل (۲-۶) مراحل فروپاشی پیش رونده دومینوئی[۲۷] ۲۵
شکل (۲-۷) مراحل فروپاشی پیش رونده زیپی[۲۷] ۲۶
شکل (۲-۸) فروپاشی پیش رونده زیپی پل کابلی[۲۶] ۲۶
شکل (۲-۹) فروپاشی پیش رونده برشی اسلیپر پیش تنیده [۲۹] ۲۷
شکل (۲-۱۰) مراحل فروپاشی پیش رونده ناشی از ناپایداری[۲۷] ۲۸
شکل (۲-۱۱) فروپاشی پیش رونده ترکیبی ساختمان مورا [۲۶] ۲۸
شکل (۲-۱۲) فروپاشی پیشرونده پل کوآنگ دونگ در اثر آسیب دیدگی پایه میانی[۷] ۳۰
شکل (۲-۱۳) فروپاشی پیشرونده پل هانگجو در اثر حذف ناگهانی ستون موقت[۵] ۳۱
شکل (۲-۱۴) فروپاشی پیشرونده پل بآیهوا در اثر آسیب دیدگی ستونهای آن [۷] ۳۱
شکل (۲-۱۵) فروپاشی پیشرونده پل کبک در اثر کمانش مهارهای جانبی آن[۷] ۳۲
شکل (۲-۱۶) فروپاشی پیشرونده پل زایاوتانمن در اثر گسیختگی مهارهای آن[۷] ۳۳
شکل (۲-۱۷) فروپاشی پیشرونده پل پرچم سرخ در اثر تخریب غیر اصولی[۷] ۳۳
شکل (۳-۱) ابعاد هندسی نمونه آزمایشگاهی[۳۵] ۴۸
شکل (۳-۲) نمونه آزمایشگاهی پل خرپائی [۳۵] ۴۸
شکل (۳-۳) تکیه گاههای نمونه آزمایشگاهی (a) تکیه گاه غلتکی و (b) تکیه گاه مفصلی ۵۰
شکل (۳-۴) شکل مدلسازی پل خرپایی در حالت نیمرخ پل ۵۱
شکل (۳-۵) شکل مدلسازی شده در نمای ۳ بعدی از پل خرپایی ۵۲
شکل (۳-۶) مشخصات و جنس مصالح ۵۲
شکل (۳-۷) نحوه تعریف سطح مقطع ( ۲x25x50 ) ۵۳
شکل (۳-۸) مشخصات مصالح سطح مقطع ( ۳x30 ) ۵۳
شکل (۳-۹) مشخصات سطح مصالح ( ۶/۱x20 ) ۵۴
شکل (۳-۱۰) مشخصات مفصل پلاستیک محوری ۵۵
شکل (۳-۱۱) بارگذاری غیرخطی با در نظر گرفتن اثر تغییر شکلهای بزرگ……………………………….۵۶
شکل (۳-۱۲) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی(گروه اول) ۵۹
شکل (۳-۱۳) شاخص تغییرات گروه اول ۵۹
شکل (۳-۱۴) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی(گروه دوم) ۵۹
شکل (۳-۱۵) شاخص تغییرات گروه دوم ۶۰
شکل (۳-۱۶) سناریوهای حذف اعضای قائم(گروه سوم) ۶۰
شکل (۳-۱۷) شاخص تغییرات گروه سوم ۶۱
شکل (۳-۱۸) سناریوهای حذف اعضای مورب(گروه چهارم) ۶۱
شکل (۳-۱۹) شاخص تغییرات گروه چهارم ۶۲
شکل (۴-۱) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی ۶۷
شکل (۴-۲) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه اول سناریوی آسیب ۶۷
شکل (۴-۳) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی ۶۸
شکل (۴-۴) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه دوم سناریوی آسیب ۶۸
شکل (۴-۵) سناریوهای حذف اعضای قائم ۶۹
شکل (۴-۶) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه سوم سناریوی آسیب ۶۹
شکل (۴-۷) سناریوهای حذف اعضای مورب ۷۰
شکل (۴-۸) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه چهارم سناریوی آسیب ۷۰
شکل (۴-۹) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال پائینی ۷۲
شکل (۴-۱۰) مفدار میانگین نیرویی اعضای کلیدی در اعضای یال پائینی ۷۲
شکل (۴-۱۱) میزان واریانس نیروها در اعضای کلیدی یال پائینی ۷۳
شکل (۴-۱۲) میزان انحراف معیار نیروها در اعضای کلیدی یال پائینی ۷۳
شکل (۴-۱۳) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال بالائی ۷۵
شکل (۴-۱۴) مفدار میانگین نیرویی اعضای کلیدی در اعضای کلیدی یال بالائی ۷۵
شکل (۴-۱۵) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال بالائی ۷۶
شکل (۴-۱۶) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای یال بالائی ۷۶

فهرست جداول
جدول (۲-۱) ترکیبات بارگذاری آئین نامه ها در ارزیابی پتانسیل فروپاشی پیش رونده سازه ها ۳۱
جدول (۳-۱) تاریخچه ی فروپاشی پیش رونده پل ها به همراه میزان تلفات و برآورد خسارت ناشی از آسیب وارده به پل ۵۳
جدول (۳-۲) مشخصات اجزای خرپا ۵۸
جدول (۳-۳) جدول مربوط به صحت سنجی فرکانسهای ۳ مد اول ۶۴
جدول (۴-۱) برنامه ریزی آزمایشهای انجام شده برای عضو ; ۸۰
جدول (۴-۲) برنامه ریزی آزمایشهای انجام شده برای عضو شمارهی ۴۹ ۸۱

مقدمه و کلیات

مقدمه
پس از جنگ جهانی دوم صنعت ساخت و ساز به شدت در سراسر جهان توسعه یافت. با این وجود، گذر زمان و وجود عوامل مختلف داخلی و خارجی باعث میشود که اجزای سازه دچار آسیب شده و سازه تحت بارهای بهره برداری دچار مشکلات جدی و حتی انهدام شود. در نظر گرفتن تمامی جوانب در طراحی و کشف زود هنگام و اقدام مناسب در جهت رفع آسیبهای میتواند از فروپاشی فاجعه بار سازه جلوگیری کند. از این رو، در دهههای اخیر تحقیقات فراوانی در زمینهی شناسایی آسیب در سازهها صورت گرفته است.
خطوط ارتباطی و سازههای زیر بنایی نقش اساسی در تمامی کشورها دارند و سالیانه هزینههای فراوانی صرف ساخت و نگهداری آنها میشود. در این میان، پلها نقش کلیدی در شرایط اقتصادی، اجتماعی و سیاسی یک کشور ایفا کنند. از این رو، در سالهای اخیر میزان توجه به پایش سلامتی پلها به شدت افزایش یافته است، زیرا نیاز اساسی به ارزیابی شرایط بسیاری از پلها در جهان احساس میشود. مطالعات نشان میدهد که بیش از ۴۰ درصد از پلهای موجود در کانادا نیازمند ترمیم و مقاوم سازی هستند[۱]. از میان ۵۷۰۰۰ پل بزرگراهی موجود در آمریکا در سال ۱۹۹۷، ۱۸۷۰۰۰ مورد از آنها معیوب گزارش شده و بیان شده که سالیانه به میزان ۵۰۰۰ پل دیگر به این تعداد اضافه میشود[۲]. در سال ۲۰۰۱ عنوان شد که ژاپن دارای ۱۴۰۰۰۰ پل میباشد که زمان ساخت اکثر آنها به پیش از سال ۱۹۸۰ برمیگردد. بنابراین بسیاری از آنها به شدت به نگهداری نیاز دارند[۳].
با توجه به قرارگیری ایران در یک منطقهی لرزه خیز، وقوع زلزلههای متعدد میتواند سبب بروز آسیبهای شدید در انواع مختلف سازهها شود. علاوه بر این ترافیک روزانه و افزایش آن میتواند عاملی برای آسیبدیدگی پلها باشد. همچنین طول عمر بسیاری از پل های موجود در کشور، به بیش از ۳۰ سال میرسد. از طرفی میزان ساخت انواع مختلف پل در ایران رو به افزایش است. در نتیجه نگهداری و کنترل پلها میتواند نقش موثری در کشور ارائه کند[۴].
یک پدیده نادر اما بسیار زیانبار در سازهها، پدیده فروپاشی پیشرونده۱ است. این پدیده، اثر دینامیکی حاصل از گسترش و توسعه متوالی گسیختگی اولیه در یک سازه، که نشان دهنده عدم تطابق شدید بین عامل به وجود آورنده و فروپاشی شدید است، میباشد. عامل به وجود آورنده فروپاشی پیشرونده، یک عامل موضعی و متمرکز مانند عدم مقاومت موضعی است که سبب بروز یک پدیده فاجعه بار میشود [۵].
به علت وقوع حوادث غیر قابل پیش بینی از قبیل زلزله، انفجار، برخورد و تصادف و نیز کاهش احتمالی ظرفیت سازه در اثر گذر زمان و تاثیر این عوامل بر وقوع فروپاشی پیشرونده در پلها، بررسی اثرات تقویت اجزای سازهای بر مقاومت در برابر فروپاشی پیشرونده مورد توجه قرارگرفته است. مطالعات گذشته نشان میدهد که مقاومسازی لرزهای سازه، میتواند سبب مقاومت سازه در برابر فروپاشی پیشرونده در مواجهه عوامل غیرعادی شود. در مقابل، افزایش شکلپذیری، میتواند سبب تسریع در مکانیسم فروپاشی پیشرونده شود[۴, ۵].
یکی از حوادث معروف در زمینه فروپاشی، فروپاشی پل خرپایی فولادی I-35W بر روی رودخانه میسیسیپی، واقع در ایالت مینه سوتا۲، در ایالات متحده آمریکا میباشد. همانطور که در شکل (۱-۱) مشهود است، این پل به طور ناگهانی، در یکم اوت سال ۲۰۰۷ دچار فروریزش شد و ۱۳ کشته و بیش از ۱۰۰ زخمی قربانی این حادثه شدند. گزارش بررسی عوامل فروریزش پلI-35W نشان میدهد که بار مردهی عرشه چند بار به خاطر تعمیر و تقویت دال افزایش یافته بود و ضخامت گاست پلیتهای بکار رفته در پل نیز تنها نیمی از ضخامت مقدار طراحی شده بود. علاوه بر این، در روز سقوط، مصالح ساختمانی و ماشین آلات سنگین نیز بر روی پل جهت تعمیر و نگهداری وجود داشتند. این عوامل، سبب فروپاشی پل I-35W شدهاند[۶].

فروپاشی پیشرونده پل [۶] I-35W
با توجه به شکل (۱-۲)، در سال ۲۰۰۷، در چین، برخورد یک کشتی باری با پایه پل جیاندونگ جینگ جیانگ۳، سبب فروپاشی چهار دهانه مجاور پایه گردید. بررسیهای نشان میدهد که نیروی برخورد کشتی، بیش از نیروی مجاز طراحی بوده و در نتیجه سبب آسیب دیدگی پایه پل شده است. در اثر این آسیب، نیروهای داخلی تغییر کرده و نیروهای باز توزیع شده بیش از ظرفیت پایههای کناری بوده و در نتیجه آن، فروپاشی پیشرونده رخ داده است[۷].

فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [۷]
نمونهای دیگر از فروپاشی پیش رونده در پل بایهوآ۴ در شکل (۱-۳) در اثر زلزله ونچوآن۵ اتفاق افتاده است. در این پل در اثر آسیب تکیهگاهها، عرشه پل به همراه تغییر شکلهای پیچشی دچار فروریزش شده است[۷, ۸].

فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [۸]
ضرورت تحقیق
تامین امنیت جانی انسانها و وسایل نقلیهی عبوری از روی پلها و همچنین حفظ سلامت سازهی پل و همچنین جلوگیری از بروز حوادث احتمالی همچون نشست در اثر وزن سازه، ایجاد ترک در سازها و یا فروپاشی قسمتی از سازه به علت پوسیدگی، فرسودگی، خوردگی، خطای ساخت، برخورد وسایل عبوری رو یا زیر پل و یا برخورد با پایهی پل، انفجار و یا حملات تروریستی و موارد مشابه، به یکی از مسائل حائز اهمیت در زمینه ساخت و نگهداری پلها، که شامل پلهای خرپایی و یا کابلی معلق تبدیل شده است. راهکارهای مختلفی برای

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید