ارزيابي قابليت اعتماد لرزه‌اي پل‌هاي كابلي با روش شبيه‌سازي لاتين‌هايپركيوب

Seismic Reliability Cable-Stayed Bridge with Latin Hypercube Sampling Methods

پل‌هاي كابلي از جمله سازه ­هاي با اهميت بالايي هستند كه در مقابل ارتعاش‌هاي وارده بسيار حساس هستند، از اين‌رو بررسي رفتار لرزه‌اي اين پل‌ها تحت نيروي زلزله امري ضروري است. غيرقطعي بودن پارامترهاي سازه‌اي و مشخصات نيروي زلزله دليلي براي در نظر گرفتن عدم قطعيت در ارزيابي‌هاي لرزه­اي است. در اين مقاله قابليت اعتماد پل‌كابلي با طول دهانه 640 متر در دو حالت با رفتار خطي و غيرخطي براي مصالح مورد بررسي قرار گرفته است. عدم قطعيت در پارامترهاي اعضاء برج، شاه‌تير و كابل شامل مدول الاستيسيته، سطح مقطع، مقاومت تسليم و وزن مخصوص مصالح در اين ارزيابي لحاظ شده است و ميزان تأثيرپذيري هر يك از اين پارامترها با استفاده از روش نمونه برداري شبيه سازي شده است. براي بدست آوردن پاسخ‌هاي سازه از تحليل ديناميكي تاريخچه زماني خطي و غيرخطي با اعمال زلزله‌هاي مصنوعي توليد شده در چهار سطح خطر لرزه‌اي مختلف استفاده گرديده است. تحليل حساسيت صورت گرفته نشان مي‌دهد كه پارامترهاي كابل بالاترين حساسيت را دارد. تحليل‌ قابليت اعتماد نيز نشان مي‌دهد كه احتمال خرابي در پايه برج‌ها بيشتر از عضو كابلي و شاه‌تير است و احتمال خرابي در مدل غيرخطي بيشتر از مدل خطي است.

Cable bridges are one of the essential structures that are sensitive to vibrations. Therefore, it is necessary to investigate the seismic behavior of them. The uncertainty in structural members and earthquake excitation should be considered due to the undetectability and indeterminably them. In this paper, the reliability of the cable-stayed bridge with a 640-meter length span in two states with linear and nonlinear behavior for materials is investigated. The uncertainty in member parameters of pylons, girders, and cables, which includes the elasticity modules, cross-section, material yield strength, is considered, and the efficiency of each one is simulated by the sampling method. Linear and nonlinear time history dynamic analyses are performed by artificial earthquakes produced at four different seismic hazard levels. The sensitivity analysis shows that the cable parameters have the highest sensitivity. The reliability analysis also indicates that the failure probability in the pylon is more than cable, and the failure probability in the nonlinear model is higher than the linear model.