تأثير پارامترهاي سازه‌اي بر احتمال شكست پايه‌هاي پل‌هاي بتني داراي جداگر لرزه‌اي الاستيك

Effect of Structural Parameters on Failure Probability of Piers in Seismic Isolated Concrete Bridges

پل‌ها ازجمله اركان اصلي خطوط حمل و نقل شهري و بين‌شهري مي‌باشند. بنابراين بايد طوري طراحي شوند كه بعد از وقوع زلزله قابل استفاده بوده و منجر به قطع ارتباط سيستم حمل و نقل عمومي نشوند. عوامل مختلفي مي‌توانند بر روي احتمال شكست پايه‌ها و رفتار پل، مؤثر باشند و هدف اين پژوهش، بررسي تأثير تغييرات پارامترهاي سازه‌اي (مقاومت مشخصه بتن، تنش تسليم فولاد، قطر ناحيه محصور بتن، قطر پايه، سختي جداگر لرزه‌اي و قطر ميلگردهاي طولي) بر ميزان احتمال شكست پايه‌هاي پل‌هاي بتني داراي جداگر الاستيك مي‌باشد. براي اين كار از نرم‌افزار OpenSees جهت مدل‌سازي و تحليل پل‌ها استفاده شده است. با استفاده از اين نرم‌افزار، تحليل ديناميكي غير‌خطي افزايشي، انجام و منحني‌هاي تحليل ديناميكي افزايشي و منحني‌هاي شكنندگي براي مدل‌هاي مختلف پل‌ها استخراج و ارائه شده است. بطور كلي 16 مدل پل تحت تحليل ديناميكي افزايشي قرار گرفته و منحني‌هاي تحليل ديناميكي افزايشي و شكنندگي براي آن‌ها ارائه شده و احتمال شكست آن‌ها مورد بررسي قرار گرفته‌اند. با توجه به نمودار‌هاي ارائه شده مي‌توان نتيجه گرفت كه با كاهش قطر ناحيه محصور و افزايش سختي جداگر الاستيك، احتمال خرابي افزايش يافته و افزايش قطر پايه‌ها، مقاومت مشخصه بتن، تنش تسليم فولاد و قطر ميلگرد طولي، موجب كاهش احتمال خرابي پايه‌­ها مي­‌گردد.

Bridges are a critical part of the urban and suburban transportation network, so they are supposed to be designed to sustain earthquake-induced damages to be utilized after the earthquake. Various parameters can affect the behavior and probability of failure of a bridge and the present work aims to evaluate the effects of structural parameters on the probability of failure in isolated concrete bridges. OpenSees software is used for simulating and analyzing 16 different bridge models. Incremental dynamic analysis is conducted using this software and IDA and fragility curves of models are derived and presented. The results showed that the probability of failure decreases with the increase of the pier diameter, concrete compressive strength, yield strength of longitudinal rebar, and diameter of longitudinal bars. Also increasing the stiffness of the elastic isolator and decreasing the confined diameter of the pier resulted in increasing the probability of failure. Furthermore, results revealed that the probability of failure is more sensitive to the variation of pier confined diameter, yield strength of longitudinal rebar, the diameter of longitudinal bars, and the stiffness of elastic isolators in comparison with the variation of concrete compressive strength.