سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
عمران

پروژه رشته عمران در مورد تکنیک‌های پس از اصلاح زمین لرزه ای – قسمت اول

تکنیک‌های پس از اصلاح زمین لرزه ای با بکارگیری یک قسمت ضرب انرژی برای ستونهای پلهای فولادی

چکیده: اهمیت روزافزون روشهای طراحی زمین لرزه ای با بررسی کشش پذیری ساختارهای فولادی پس از زمین لرزه هیوگرکن نامبو با ثبات رسیده و یکی از روشهای طراحی به عبارت دیگر، تناسب مجدد پایک های فولادی پل های موجده که طرح استاندارد را بدست نیاورده اند و کشش پذیر ناکافی دارند، ضرورت در این مقاله به بحث پیرامون تکنیک های تناسب سازی پس از زمین‌لرزه برای پایک های فولادی پلهای موجود برای اشکال گیری مجدد در مواردیکه در آنجا استفاده از سیمان جواب نمی دهد، پرداخته می شود. در عضو بکارگیری سیمان، دو تکنیک تناسب مجدد پس از لرزهدی یک بخش کوچک عرضه می شود که با آن بدشکلی اساسی پلاستیکی محدود می شود و از پایکهای فولادی پل برای افزایش ظرفیت کشش پذیری بخش ستونی استفاده می شود. اعتبار تکنیکهای پیشنهادی در یک تست فشار سیکلی و یک تست دینامیک غیرواقعی مورد بررسی قرار می گیرد. کاربردهای و تغییرات مختلف این تکنیک نیز مورد بحث قرار می گیرند.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

  • مقدمه

با توجه به اینکه فولاد در مقایسه با سیمان یک ماده بسیار کشش پذیر است، در ساختمانها کاربردهای زیادی پیدا کرده است. ساختمانهای فلزی چنین مد نظر قرار گرفته بودند که برای زمین لرزه ای با حداکثر شتاب 1 در سطح زمین خراب نمی شوند. چنین وضعیتی ندرتاً در طی عمر طراحی یک ساختمان به وقوع می پیوندد. ولی ما فرض کردیم چنین چیزی تنها منجر به نقص کارکرد ساختمان می شود. زمین لرزه هیوگو در 17 ژانویه 1995 رخ داد. این زمین لرزه منجر به صدمه جدی به ساختمانهای   

شد و پایک های فولادی پل را نیز تحت تأثیر قرار داد.

پس از این زمین لرزه به بسیاری از تحقیقات انرژیکی جهت توسعه پارکینگ های پل های فلزی کشش پذیر انجام گرفتند که می توانند فراساختارها را بدون افزایش قدرت کششی آنی در طی یک زمین لرزه را تقویت می کند. بر اساس این تحقیق، روش طراحی زمین لرزه ای بر اساس ویژگی معماری ژاپنی برای پل های بزرگراهی در دسامبر 1996 تجدید نظر شد. این روش طرح لرزه ای استفاده از پایک های کامپوزیتی پل، بخش های ستون استیلی که با سیمان پر شده اند بعنوان یکی از استراتژیهای موثرتر و اقتصادی را سریع بخشید. مفهوم طرح لرزه ای با بررسی کشش پذیری ساختاری که برای طرح ستون های پایک پل RC قبلاً مورد استفاده می شد نیز برای طرح لرزه ای پایک های فولادی پل پذیرفته شده بود. در جهت ارتقاء ظرفیت کشش پذیری پایکهای فولادی پل های موجود که به روش طرح لرزه ای جواب نمی دهد، تناوب های مجدد لرزه ای انجام شده اند. ویژگی های مرتبط با طرح تناسب مجدد برای پایک های فولادی پل های موجود پس از زمین لرزه ژاپن توسط HEPC تصویب شدند. در این ویژگی ها، دو تکنیک تناوب سازی مجدد لرزه ای پایه ای برای افزایش کشش پذیری بخش ستونی آماده هستند(1) پر کردن بخش ستونی با سیمان اضافی و (2) تناسب مجدد صفحات سخت         ستون با بکارگیری بخش های فولادی اضافی پذیرش تکنیک اولیه از جنبه اقتصادی و عملی در مقایسه با ظرفیت های محل فشار بخش ستونی و نمونه اکسیداسیون در آغاز کار ارزیابی می شود. در این مورد پر کردن ستون با سیمان بی ثبات است. بخش ستونی و فونداسیون در آغاز کار ارزیابی می شود. در این مورد پر کردن ستون با سیمان بی ثبات است، بخش ستونی پر شده با سیمان قویتر از فونداسیون می شود و تکنیک دوم برای کاهش احتمال نقص ستون غیر کششی پذیرفته شده است.

همانگونه که سیمان پوشش داده شده می تواند از سفت شدن صفحات ستون فولادی از حجیم شدن جلوگیری کند، قابلیت کشش پذیری و ظرفیت محل بار می تواند به طور سهمی افزایش بیابد.

در تکنیک پر کردن با سیمان، سیمان در کل ارتفاع ستون پوشیده می شود طوریکه قلاب شدن غشاء فولادی رخ نمی دهد.

زمانیکه پایک فولادی پل با سیمان پوشیده می شود، ضعیف ترین قسمت به طرف پایین ترین بخش ستون زیرزمین می رود. تا بخش میانی ستون شکاف ها در کناره های جعبه فولاد در بخش های عرضی یا شکستگی دیگر پیچ های لنگری تقویت کننده بخش ستونی در انتهای آن برای بخشهای فولادی ستون پوشیده شده با سیمان احتمالاً دچار نقص می شوند. وجود چنین نقص های غیر کششی نه تنها غیر مطلوب هستند، آنهم به خاطر اینکه بررسی و تحقیق مشکل هستند، بلکه تعمیر، جایگزینی فونداسیون پرهزینه است. بطور اختصاصی برای تناسب مجدد لرزه ای پایکهای فولادی پل های موجود، انتخاب یک تکنیک تناسب مجدد کافی جهت اطمینان از عملکرد مناسب لرزه ای با بررسی طرح وضعیت و پیرامون پایک ها مهم است.

در اینصورت مفهوم طرح بر اساس روش طراحی ظرفیت کلید اصلی یک بازساز سالم می باشد. با توجه به اینکه ظرفیت حمل بار فونداسیون برای یک پایک        محدود است، یک تکنیک بازسازی برای افزایش مجاز ظرفیت قدرت مجاز بروی وضعیت طراحی و پایک پل موجود قرار دارد. بهرحال افزایش کمتر ظرفیت قدرت نهای مطلوب است و نیاز به عملکرد لرزه ای بایستی با بازسازی بر اساس طراحی ظرفیت بدست آید.

در این مقایسه دو تکنیک بازسازی لرزه ای برای پایک های فولادی پل های موجود در جاییکه پذیرش تکنیک های پر کردن سیمان مشکل است ارائه شده اند. چیزیکه در آغاز توصیف می شود تکنیک تقویت سفت کننده ها است، یکی از تکنیهای رایج اصلاحی برای پایک های فولادی پل پذیرفته شده توسط HEPC ، بعنوان یک تکنیک اصلاحی لرزه ای، که بعداً توصیف می شود تکنیک قطعه جذب انرژی بخش کوتاه نسبی در بخشی از ستون پایه برای ضرب انرژی می باشد، که پس از این بعنوان تکنیک بخش جذب انرژی یاد می شود. مخصوصاً از نقطه نظر تجربی، اقتصادی و ظرفیت پخش انرژی و نیز جذب انرژی

  • تکنیک های اصلاح لرزه ای

1-2- پایک های فولادی پل ها و معیارهای اصلاحات در ژاپن

شکل 1 تقویت پایک فولادی پل فراساختاری را از طریق تحمل و اتصال غشاء ستونی به فونداسیون با پیچ های متصل را نشان می دهد. صفحات سخت شده مورد استفاده در پایک فولادی پل متشکل پانل های صفحه سخت با سفت کننده های طولی می باشد که در شکل 2 ترسیم شده است. دیافراگم یا سخت کننده های عرضی نیز در جهت عرضی قرار دارند. برای پیشگیری از صدمه شدید به علت سایش های وسایل نقلیه معمولاً سیمان در پایه آن قرار می گیرد. تأثیر این پوشش سیمانی بطور درستی در طرح لرزه ای پیایک های فولادی پل قبل از زمین لرزه ژاپن ارزیابی شد.

برای قضاوت در خصوص اینکه آیا پایک پل بایستی اصلاح شود یا خیر و جهت اطمینان از ظرفیت قفل شدن کافی پس از اصلاح،        برای اصلاح پاکتهای فولادی پل موجود در HEPC وضعیت های محدود ساز مرتبط با پارامترهای اتصالی در هر روش قفل کردن در شکل 3 به قرار زیر نشان داده شده است.

پارامتربندی پانل ها سکو میان سفت کننده های طولی  . بنا به تعریف معادله (2) کمتر از 4/0 است.

پارامتر بندی در خم شدگی کانونی سفت کننده های طولی، R , بنا به تعریف معادله (3) کمتر از 5/10  پارامترهای خم شدگی پانل های صفحه میان سفت کننده های طولی، پانل های صفحه سفت شده و سفت کننده های طولی، بترتیب و بنا به معادله 7 بقرار زیر هستند.

                (2)                                                           (1) تا فرمول – 8

2/2 اصلاح لرزه ای بوسیله تکنیک تقویت سخت کننده

این تکنیک برای پایک فولادی پل‌ها در این فصل توضیح داده شده اند. این تکنیک در زمانیکه تکنیک پر کردن سیمان قابل پذیرش نیست از سری سازمان بزرگراههای Habshim پذیرفته می شود. اصطلاحات زیر برای پانل های صفحه سفت شده موجود و سفت گرهای طولی جهت اطمینان از وضعیت محدود ساز در پارامرهای خمیدگی که در بالا ذکر شدندف بکار می روند:

پانل‌های صفحه میان سخت کننده‌های طولی موجود با سخت کننده های طولی کوچک اضافی جهت اطمینان از پارامتر خمیدگی مورد نیاز برای پانل های صفحه ای سفت می‌شوند.

سفت کننده های طولی مجود با صفحات فلنجی اضافی جهت کاهش پارامر خمیدگی پانل‌های صفحه سفت شده و سفت کننده های طولی بیشتر سفت می شوند.

بعلاوهف شکاف های حدوداً 15 سانتی متری در هر دو پایانه ها بخش اصلاحی وجود دارند یعنی میان بخش های اصلاحی و دیافراگم ها، مثل عکس 1(b) ازشکاف های میان بخش ها اصلاحی و دیافراگم انتظار می رود به شکلی پلاستیکی بزرگ را پیش از بدشکل شدن اگر بخش های ستون را تحمل کنند. این وضعیت به تکنیک اصلاحی اجازه       ، ظرفیت خمیدگی بخش ستونی متشکل از پانل های صفحه سفت شده را بدون افزایش ظرفیت حمل بار بطور مهمی را بهبود بخشد.

3/2- اصلاح لرزه ای بوسیله تکنیک قسمت جنوبی

یک تکنیک اصلاحی که یک بخش جذبی انرژی کوتاه را در قسمت ستونی نصب می کند توسط مولفان و HPC همانند شکل 5 ارائه شده است. تکنیک بخش جذب انرژی نیاز به این دارد که قطعه جذب انرژی با پیشرفت دیگر بخشهای ستونی جهت افزایش ظرفیت کششی و نیز کنترل ظرفیت قدرت نهایی بخش ستونی که بیش از فونداسیون نیست را بدشکل کند. توجه کنید که طول مناسب قطعه جذب انرژی باید معطوف به این باشد که صفحه سفت را در آن قطعه محکم نکند که انتظار می رود بدشکلی های زیادی را تحمل کند و افزایش قدرت نهای را حرکت دهد.

  • قسمت بار
  • 1/3- دستگاههای ایجاد بار

دستگاههای ایجاد بار مورد استفاده برای یکسری از تستها جهت عرضه همزمان بار افقی و یک بار کمپرسی در یک نمونه بعلت یک بار مرده ایجاد شده توسط فراساختار طراحی شده است. بار کمپرسی به نوک نمونه از طریق بکارگیری یک جک هیدرولیکی استاتیک با ظرفیت 980 KN بکار می رود و بار افقی یا جابجایی بوسیله یک فعال کننده با ظرفیت 490 KN تولید می شود. ابزار بار در شکل 6 نشان داده شده و در عکس 2 نشان داده شده است.

2/3- نمونه ها

در بررسی های تجربی بعدی، 7 نمونه لیست شده در جدول 1 برای تست های بار سیکلی و تست های شبه دینامیک بکار می روند. دیگر نام های اختصاری C و H نشاندهنده برنامه تجربی بکار گرفته شده به نمونه ها هستند: تست بار سیکلی و تست شبه دینامیک شکل 7 بخش های عرضی و طولی آنها را نشان می دهد . تماس گونه های یک بخش سه گوش با 3 سفت کننده طولی در هر صفحه فلنجی و دو مورد در هر صفحه شبکه ای را دارند. در طی این تستها یک بار کمپرسی ثابت 11% از نیروی محوری کاملاً پلاستیکی از بخش عرضی فولاد به تمامی گونه ها بکار می رود و جابجایی افقی در جهت مشابه شکل 7 بکار می رود. تماس بخشهای ستون منطبق با مدل درجه ای 5/1 یک پایه پلی فولادی موجود هستند و بر طبق SHB طراحی می شوند.

دو نوع از این نمونه ها آماده به کار هستند. نمونه های CEO-L/b, CEO-1 منطبق با یک پایه پل فولادی موجود اصلاح شده بر طبق معیارهای آنها هستند اختلاف میان نمونه ها CEO-8 و CEO-L/5 خواه نمونه باشند یا با / بدون پوشش سیمانی پایین تر از یک پنچم طول پایه ها، نمونه با سیمان پر می شوند که منطبق با پوشش سیمانی موجود برای پیشگیری از صدمه جدی به پایه های پل فولادی بعلت سایش اتومبیل ها هستند. تکنیک تقویت کننده ها با نمونه CEO-8 بکار می رود و تکنیک بخش جذب انرژی برای نمونه CEO-L/5 بکار می رود.

نمونه های CER-3 و HER-2  منطبق با نسخه های اصلاح شده نمونه CEO-1 و بر طبق تکنیک تقویت سفت کننده هستند. بعبارتی، C10-L/5, C/OC-L/ 5, H/O-L/5 نمونه های اصلاح شده CEO-L/5 با بکارگیری تکنیک بخش جذب انرژی هستند. در این موارد، قسمت جذب انرژی در بالاترین بخش یک پنجم ارتفاع ستونها هستند.

در مورد از این نمونه ها یعنی HER-2, H1O-L/5 در تست شبه دینامیک بکار می روند و مابقی در تست بار سیکلی بکار می روند.

همانند نمونه های اصلاح شده توسط تکنیک تقویت سفت کننده ها، صفحات فلنجی اضافی و سفت کننده های طولی اضافی طراحی شده برای رسیدن به معیارهای پارامترهای خمیدگی در جدول 1 ترکیبی هستند و شکاف های mm 12 نیز میان بخشهای اضافی و دیافراگم نصب می شوند.

قسمت جذب انرژی برای نمونه های اصلاح شده با تفکیک قطعه جذب انرژی با وضع دو دیافراگم فولادی که بالای پوشش سیمانی موجود قرار می گیرند بکار می رود، مثل شکل (b) 7. طول قطعه یا lsg ، برای تماس نمونه ها برابر با فضای سفت کننده های طولی یا b طراحی می شود. طول قطعه طول کمتری نسبت به طول روکش خمیدگی کششی – پلاستیکی پانل ها صفحه فولادی میان سفت کننده های معطوف به کمپرس دارد. لذا، نسبت جنبه پانل های صفحه‌ی میان سفت کننده های طولی در این قطعه جهت تولید خمیدگی پلاستیکی – الاستیکی پیش از گسترش استرین سفت انتخاب می شود طوریکه سبب افزایش زیاد در قدرت نهایی بعلت اصلاح نگردد. ظرفیت خمیدگی این قطعه با طول کوتاه شده جهت حفظ افزایش در قدرت نهایی نمونه مجاز بعلت پدیده استرین – سفت، بسیار قویتر است. برای نمونه C/OC L/5 یک بلوک تسمه ای طوری طراحی می شود تا قدرت کافی جهت تقویت نیروی کمپرس محوری منطبق با فشار       داشته باشد، آن د مرکز حفره فولادی در عرض بخش قطعه است. پیشگیری قطعه از صدمه دیدگی پس از تحمل یک زمین لرزه قوی قرار می گیرد.

3/3- برنامه تجربی

1/3/3 تست بار سیکلی

برای بررسی رفتارهای پایه ای بخشها ستون پایه تحت یک بار سیکلی، یک تست بار سیکلی انجام میگیرد. یک بار کمپرسی ثابت و یک جابجایی افقی سیکلی موجود در بار لرزه‌ای، به طور همزمان، نمونه بکار می رود. با کمپرسی محوری بکار گرفته شده    NPS 11/0 ایجاد شده بوسیله وزن یک فراساختار در طی تست های     حفظ می شوند. افزایش تدریجی جابجایی افقی سیکلی به نوک نمونه ها بوسیله ضرایب جابجایی افقی منتج  بکار نرود لذا هر پیک جابجایی مثل شکل 8 ایجاد می شود.

  منطبق با جابجایی افقی منتج در نوک نمونه است آنهم زمانیکه بخش فولادی از پایین ترین بخش عرضی فولاد به نتیجه حاصله می رسد.

اولین جابجایی افقی در جهت منفی در برنامه باردهی است.

2/3/3 – تست شبه دینامیک

این تست برای تحقیق پیرامون پاسخ لرزه ای بخش های ستونی اصلاح شده توسط دو تکنیک اصلاحی شرح داده شده در بالا انجام می گیرد.

در این تست یک آنالیز پاسخ آن لاین عددی محفوظ در کامپیوتر به یک تست باردهی جهت بدست آوردن نیروی بهبود ناشناخته یک نمونه متصل می شود و می توان یک مدل ارتعاشی با یک سیگنال بی درجه معطوف به یک موج شتابی بعلت یک زمین لرزه ایده آل شده است. معادله متمایز حرکت برای مدل ارتعاشی تحت تحریک شتاب زمین با بکارگیری روش تفاوت محدود به صورت عددی آنالیز می شود. نیروی بهبودی مورد نیاز برای حل معادله تمایزی حرکت بصورت تجربی آن لاین حل می شود. و یک ارزش ثابت ضریب داچینگ  برای نمونه فرض می شود. شکل 9 تاریخچه زمان شتاب موج زمین با حداکثر تسریع  را نشان می دهد که در زمین در ایستگاه JR-takatori در کوچه ژاپن در طی زمین لرزه نامبو ثبت شده بود. این موج شتابی پس از آن بصورت شتاب لرزه ای JR-takaton عنوان می شود.

شکل 10 یک سابقه زبان موج شتابی زمین را نشان می دهد که در JSHB با حداکثر شتاب gal 8/666 تعریف می شود. موج شتاب ممان موج شتاب تغییر یافته شتاب لرزه ای JR بدست آمده توسط انطباق طیف آن با متناوب شدن با طیف پاسخ شتاب استاندارد می باشد. این چیزیست که پس از آن بنام شتاب لرزه ای JRTR نامیده می شوند. دو موج شتاب مختلف زمینه ای، یعنی شتاب لرزه ای JR-TK درشت شبه دینامیک نمونه HER-2 اصلاحی با تفکیک تقویت سخت کننده و نمونه H/O-L/5 اصلاحی با تفکیک قسمت جذب انرژی بکار می روند. این بدین خاطر است که موج تسریع لرزه ای دومی در طرح یک پایه پلی فولادی جدید به صورت نمونه های شده در مرجع برای ما عرضه شده است. توجه کنید که شتاب زمان طبیعی فرکانس نمونه منطبق است و  در پاسخ به طیف پاسخ شتاب استاندارد در JR- takation بترتیب gac 1618, 1750, 1750 هستند.

316- ارزیابی نتایج تست

برای ارزیابی عملکرد لرزه ای نمونه ها بر اساس ملاحظات بعدی حرکت خمیدگی افزایش ، و فاکتور کشش پذیری،  به عنوان شاخص هایی بکار می روند که در شکل 11 نشان داده شده اند. ارزش های منفی حرکت خمیدگی و زاویه چرخش در ارزیابی بکار می روند زیرا جابجایی افقی در جهت منفی در طی مرحله باردهی اول بصورت شرح داده شده در شکل 8، بکار می رود.

با محدود شدن ظرفیت حمل بار فونداسیون، مخصوصاً برای پایه پل موجود، ظرفیت کشش پذیری کافی و نیز افزایش کمتر در ظرفیت قدرت نهایی نهایی مطلوب است. عملکرد لرزه ای مورد نیاز باید ارزیابی شود.

آنها بر اساس معادلات زیر تعریف می شوند: حرکت خمیدگی افزایش در پایه ستون بعلت اصطلاح اندازه گیری شده که در اصل، ارزش  نشان دهنده نسبت افزایش قدرت نهایی در مقایسه با نمونه غیر اصلاحی است: فرمول های 10- a

  • نتایج تست تجربی
  • 1-4- تفکیک تقویت سخت کننده

تأثیرات اصلاحی تفکیک تقویت سخت کننده ها توسط تست های باردهی سیکلی با کمک 5 نمونه مورد بررسی قرار می گیرند نتایج اصلی این تجربه در زیر در بخش 13/11 توضیح داده می شوند.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *