مقایسه طراحی پل‌ها به روش‌های نیرو و تغییرمکان بر اساس آیین نامه آشتو

ایرج انصاری شیخ محله¹ حسین پهلوان² علی ناصری³

1) دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران - سازه‌، موسسه آموزش عالي پرديسان، فریدون کنار، ایران.
2) استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3) دانشجوی دکتری عمران سازه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

محل انتشار : کنفرانس ملی مهندسی عمران معماری و شهرسازی(nceau.com)
چکیده :
تغییر روش‌های طراحی سازه در دوران مختلف با پیشرفت علم مهندسی و دقّت آیین نامه ها با وقوع حوادث طبیعی در طول تاریخ باعث شده تا کیفیّت ساخت سازه و بهره برداری را تحت تاثیر قرار دهد و رفته رفته این روش‌های طراحی و تحلیلی و آیین نامه ها بین طراحان سازه جا افتاده و با رفع نقص، جامع و کاملتر شوند. در همین راستا پل‌ها به عنوان یکی ازمهمترین و آسیب پذیرترین وگران‌ترین سازه‌ها در شریان‌های حیاتی کشورها با پیشرفت علم مهندسی عمران رفته رفته براساس ضوابط آیین نامه‌های موجود و روش‌های طراحی و تحلیلی ساخته می‌شوند. این که کدام روش طراحی و تحلیل و کدام آیین نامه طراح را به اهداف طراحی می‌رساند موضوع مطالعه حاضر است. در این راستا دو نمونه پل در کیلومتر‌های ۳۷ و ۴۵ جاده هراز از آمل به تهران با عرشه دو عنصری با تعداد دهانه‌های یک و هفت و نوع تیر پیش ساخته در 12 حالت مختلف با استفاده از بسته نرم‌ افزاری CSI Bridge به صورت سه بعدی شبیه‎سازی شدند. هدف از شبیه‎سازی این 12 حالت، بررسی پاسخ پل‌‌های بتنی با استفاده از روش‌های نیرو و تغییرمکان در برابر حرکات زمین متناظر با شتاب مبنای طرح متوسط، زیاد و خیلی زیاد می‌باشند. در این راستا دو نوع تحلیل (روش‌های نیرو و تغییر مکان) و سه شتاب مبنای طرح (شتاب مبنای طرح خیلی زیاد، زیاد و متوسط) برای دو پل اشاره شده در نظر گرفته شدند. در نهایت پس از تجزیه و تحلیل، خروجی‌هایی نظیر مقادیر تغییرمکان، نیروی برشی و لنگر خمشی در طول پل تعیین شدند. نتایج حاصل نشان داد که برای پل 1 دهانه در تمامی حالت‌ها هنگامیکه از روش نیرو برای شبیه‌سازی مدل‌ها استفاده می‌شود، میزان بیشینه تغییرمکان‌ ایجاد شده بمراتب بیشتر از مقدار متناظر در روش تغییر مکان شده است. بطوریکه به عنوان مثال بیشینه تغییرمکان در شتاب مبنای طرح با خطر نسبی متوسط در تحلیل به روش نیرو حدودا به میزان 87/1 برابر بیشتر از تحلیل به روش تغییرمکان شده است. همچنین برای پل 7 دهانه در تمامی حالت‌های اعمال شتاب مبنای طرح با خطر نسبی خیلی زیاد، زیاد و متوسط، میزان تغییرمکان‌ها در روش نیرو از میزان تغییرمکان‌ها در روش تغییرمکان همانند پل 1 دهانه بیشتر شده است. بطوریکه به عنوان مثال بیشینه تغییرمکان در شتاب مبنای طرح با خطر نسبی متوسط در تحلیل به روش نیرو حدوداً به میزان 2 برابر بیشتر از تحلیل به روش تغییرمکان شده است. از این موضوع می‌توان به این نتیجه دست یافت که در روش تغییرمکان، ظرفیت بیشتری از سازه استفاده شده و در نتیجه تغییرمکان کمتری ایجاد می‌شود. از این رو با توجه به نتایج بدست آمده، در طراحی لرزه‌ای نیرویی پل‌ها، اهمیت تغییرشکل به جای مقاومت در ارزیابی لرزه‌ای عملکرد پل‌ها بیشتر می‌باشد. بطوریکه مقادیر جابجایی ایجاد شده در روش نیرو در تمامی حالت‌ها بیشتر از مقادیر متناظر با روش تغییرمکان می‌باشد.
کلمات کلیدی : الیاف پلی پروپیلن بتن ناتراوا خاکستر شلتوک پوسته برنج خواص مهندسی