مطالعه مشكلات شمع‌هاي مايل در عملكرد لرزه‌اي اسكله‌هاي شمع و عرشه

اسكله‌هاي شمع و عرشه يكي از متداول‌ترين سازه‌هاي دريايي هستند كه توجه به مسائل لرزه‌اي و رفتار آنها در زلزله ضروري است. از جمله مسايلي كه درباره عملكرد اسكله‌هاي شمع و عرشه مورد بحث و گفتگو قرار مي‌گيرد، به‌كارگيـري « شمع مايل» در اين اسكله‌ها است. شمع مايل به خاطر دارا بودن سختي محوري بالا به كنترل تغييرمكان اسكله و همچنين كاهش تعداد كل شمع‌ها و نهايتاً اقتصادي‌تر كردن طراحي كمك شاياني مي‌كند. اما با وجود مزايا و قابليت‌هاي شمع‌هاي مايل، اين شمع‌ها داراي معايبي نيز مي‌باشند. در اين مقاله ابتدا مشكلات شمع‌هاي مايل با توجه به مشاهدات انجام شده در زلزله هاي بزرگ معرفي شده است. مشكل اصلي شمع‌هاي مايل عملكرد لرزه‌اي نامطلوب آنهاست كه تمركز اصلي اين مقاله نيز بر روي همين مشكل است. در ادامه تحقيق براي بررسي تحليلي عملكرد شمع مايل، يك اسكله شمع و عرشه نمونه در دو حالت بدون شمع مايل و با شمع مايل مدلسازي شده و مورد تحليل و ارزيابي لرزه‌اي قرار گرفته است و در مرحله بعد نتايج آنها مورد مقايسه قرار گرفته است. به منظور مدلسازي و پيش‌بيني عملكرد لرزه‌اي سازة اسكله از آناليز غيرخطي استاتيكي (pushover) استفاده شده است. مطالعات و تحليل‌هاي انجام گرفته نشان مي‌دهد كه سختي زياد شمع‌هاي مايل باعث افزايش سختي كل سازه و نتيجتاً افزايش تقاضاي لرزه‌اي مي‌شود. علاوه بر اين، از آنجا كه شمع مايل به ناچار مقداري بار ثقلي تحمل مي‌كند و تحت نيروي محوري فشاري قرار مي‌گيرد، قادر نيست شكل‌پذيري مناسبي از خود نشان دهد. اين امر روي شكل‌پذيري و ضريب رفتار كل سازه تأثير نامطلوب مي‌گذارد و مي‌تواند طراحي را به طور قابل توجهي غير اقتصادي ‌كند. همچنين شمع مايل به خاطر سختي جانبي زياد قسمت عمده‌اي از نيروي جانبي را جذب مي‌كند و باعث ايجاد تمركز تنش در نواحي سرشمع و عرشه و همچنين پخش نامتوازن بار در كل سازه مي‌گردد كه متعاقباً به بروز خسارت در اعضا و افزايش احتمال تخريب در كل اسكله مي‌انجامد. بر اساس نتايج اين مطالعه و بر مبناي درك عميقتري كه از رفتار اسكله‌ها و شمع‌هاي مايل حاصل مي‌شود، مي‌توان نتيجه گرفت كه در صورت امكان بايد از تركيب شمع قائم و شمع مايل گريز كرد. در عين حال در صورتي كه به دلايلي استفاده از شمع مايل اجتناب‌ناپذير باشد، بايد ملاحظات و تدابير خاصي جهت تركيب شمع قائم و مايل در نظر گرفته شود.