اثرات مدل سازي كوله ها و مفاصل پلاستيك پايه ها در رفتار لرزه اي پ لهاي بتني

Effects of Abutment’s Modeling and Assignment of Plastic

تحليل رفتار لرزه اي و مدل سازي پل ها معمولا با استفاده از فرضيات ساده كننده و به منظور سهولت در تحليل ها انجام مي شود. اين ساده سازي ها ممكن است باعث ايجاد تغ ييرات عمده در پيش بيني رفتار لرزه اي پل ها شود. از موارد مهم در اين زمينه نحوه مد لسازي كوله ها و اختصاص مفاصل پلاست كي پايه ها است. استفاده از مدل هاي ساده، غلتكي و كامل كوله در پل ها و نيز نحوه تعريف انواع مفاصل پلاست كي پايه ها همواره در طراحي و بررسي رفتار لرزه اي پل ها حايز اهميت بوده است. با توجه به گستردگي ساخت و ساز پل هاي بتني با دهانه هاي ساده و دال كيپارچه در كشور و نيز روش هاي مختلف طراحي و تحليل پل هاي بتني، بنابراين در اين پژوهش اثر سه نوع مختلف كوله و انواع مفاصل پلاستيك و نحوه مدل سازي ساير اجزا مربوط به شش مدل از پل هاي بتني موجود با ارتفاع و طول متفاوت بررسي شده است. براي بررسي اين اثرات از نتايج تحليل هاي مودال و استات كيي غيرخطي و روش طيف ظرفيت 40 -ATC استفاده شده است. نتايج تحليل ها به صورت مودهاي ارتعاشي، بيشينه برش پايه و نقطه عملكرد در دو جهت طولي و عرضي و راستاي 45 o نسبت به جهت طولي پل ها ارايه شده اند. براي پل هايي با طول كلي حداكثر 80 متر اختلاف زيادي بين مقاديرزمان هاي تناوب ارتعاشي، بيشينه برش پايه و نقاط عملكردي پل به دست آمده و بنابراين در تحليل رفتار لرزه اي اين پل ها چشم پوشي از رفتار غيرخطي اجزاي كوله ها موجب ايجاد خطاهاي عمده در نتايج تحليل شده است. در پ لهاي بلند با طول كلي حداقل 120 متر پاسخ ها با مدل هاي مختلف اجزاي پل ها تقريبا مشابه هستند. با توجه به اينكه پل هاي مورد مطالعه از پل هاي موجود و رايج در كشور هستند بنابراين نتايج به دست آمده براي كاربرد در طراحي، مدل سازي و ارزيابي لرزه اي پل هاي با دهانه هاي ساده و دال كيپارچه مورد استفاده خواهند بود.

In seismic analysis and modeling of bridges, some assumptions are usually considered to simplify the analyses. Sometimes, these simplifications will cause some changes in seismic response of bridges. One of the important cases in this category is simplification of abutment’s modeling and assignment of different types of plastic hinges. Using simple and complex models of abutment in bridges is always an important factor in design and seismic response of bridges. Bridges with simple spans and continuous slab are commonly used in Iran. Therefore, the effects of three types of abutment models and plastic hinges on six bridges with various lengths and heights are analyzed. The bridges have the span of 20m and 5.3-10m heights and have been studied with 3D models. Then, analyses are accomplished with modal, pushover and study of performance point of bridges using ATC-40 method. In this paper, abutments have been analyzed with roller, simple and complete types of modeling based on laboratory results. Simple modeling considers neoprene behavior and complete modeling is composed of neoprene, shear key, end wall and wing wall specifications. Results have been presented as mode shapes, maximum base shear and the performance level in the direction of longitudinal, transverse and the angle of 45° according to the principle direction. The difference between results is increased for bridges up to 80m total length. Therefore, in seismic analysis, the connivance of nonlinear behavior of abutment element will cause notable errors in results. However, for longer bridges the responses are too closed with consideration of three models. According to this fact that the studied bridges are the commonly used bridges in Iran, results of this study are applicable for designing, modeling and seismic analysis of bridges with simple spans and continuous slab.