بررسی اثرات مؤلفه قائم زلزله‌های نزدیک ودور از گسل بر پل سه دهانه راه آهن

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 مدیر گروه سازه دانشگاه تربیت مدرس
3 استاد تربیت مدرس
چکیده
اندازه گیریهای حرکات زمین در طول زمین لرزه های گذشته نشان می دهد که شتاب قائم زلزله می تواند به بزرگی شتاب های زمین لرزه در جهت افقی برسد ویاحتی ممکن است در بعضی موارد از این شتاب ها نیز تجاوز نماید. مقاله حاضر اثر مؤلفه قائم زلزله را روی پل های راه آهن جعبه ای شکل سه دهانه مورد بررسی قرار داده است. نتایج تحلیلها روی پل‌ها، یکبار با در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم و بار دیگر بدون در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم انجام شد و نتایج تحلیلهای در دو حالت مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد تغییر میزان تقاضای نیروی محوری ستون، تقاضای گشتاور موجود در وسط عرشه و تقاضای گشتاور در محل اتصال عرشه به ستون را به طور قابل ملاحظهای به وسیله حرکات قائم زلزله تشدید می شوند. همچنین در تحلیل‌های خطی ملاحظه گردید که اثر مؤلفه قائم زلزله روی سازه را می توان به صورت جدا ومستقل از اثر مؤلفه‌های افقی در نظر گرفت. نتایج بدست آمده، باضوابط SDC-2006 که برای منظور کردن اثر شتاب قائم زلزله ضریب از بار مرده بر سازه اعمال شود، مقایسه شده است. در نهایت برای در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم زلزله ، اعمال ضرایبی روی بارمرده در طراحی پل پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Effects of Near-Fault and Far -Fault Vertical Ground Motions on three span railway bridges

نویسندگان English

Modar Feddah 1
hamid Moharrami 2
hamid Moharrami 2
Farhad Daneshjoo 3
2 Director of Structural Eng. group, Tarbiat Modares University
3 Tarbiat Modarres University
چکیده English

The Study on the Accelerometers of the past earthquake indicates that the vertical acceleration can reach values comparable to (and sometimes even higher than) the horizontal accelerations. This study investigates the effect of vertical component of earthquakes on the railway bridges with box girders cross section. Results of bridge analyses when vertical motions of earthquake are included in earthquake effects are compared to the case when vertical motions are excluded. Comparison of the results show that the vertical components of ground motions cause significant amplification in the axial force demand in the columns and moment demands in the box girder at both the midspan and at the face of the joints to column. Another finding from the linear analytical study is the fact that the effect of vertical component is completely uncoupled to the horizontal effects. With the results obtained, the comparison of the results with SDC-2006 suggestions shows that a unit multiplier of the dead load effect for compensation of vertical effect of earthquake. Finally, for considering the effect of an earthquake's vertical component, Dead Load Multipliers have been suggested; they are used in designing bridges.

کلیدواژه‌ها English

Railway Bridge
vertical component of earthquake
dynamic analyses
near-fault record
far-fault record
[1] Silva, W. J, (1997)."Characteristic of vertical ground motions for application to engineering design " . Proc., FHWA/NCEER Workshop on the National representation of Seismic Ground Motion for New and Existing Highway Facilities, Tech. Rep. No.NCEER-97-0010, National Center for Earthquake Engineering Research, State Univ. of New York at Buffalo, N.Y, 205-252.
[2] Yang , J., Lee, C.M. (2007)." Characteristics of vertical and horizontal ground motions recorded during the Niigata-ken Chuetsu, Japan Earthquake of 23 October 2004". Engineering Geology 94 (1-2) PP. 50–64.
[3] CALTRANS SEISMIC DESIGN CRITERIA.: SDC(2006)
[6] Yu, C. P., Broekhuuizen, D. S., Roesset, J. M., Breen, J. E., and Kreger, M. E.(1997)."Effect of vertical ground motion on bridge deck response" Proc. Workshop on Earthquake Engineering Frontiers in Transportation Facilities, Tech. Rep. No.NCEER-97-0005, National Center of Earthquake Engineering Research, State Univ. of New York at Buffalo. N.Y.,249-263.
[7] Xiao, Yan ., Esmaeily-G, Asad. (1999). "Seismic Behavior of Reinforced Concrete Columns Subjected to Variable Axial Loads" USC Structural Engineering Research Report.
[9] رهایی، علیرضا; دلنواز، علی ." بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله بر روی پلهای قابی شکل و پیش تنیده" دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه-10 اردیبهشت 1384 ، تهران، ایران.
[11] Xia, H., Han, Y., Zhang, N., Guo1, W. )2006(.”Dynamic analysis of train–bridge system subjected to non-uniform seismic excitations” Earthquake Engineering and Structural Dynamics 35 (12), pp. 1563-1579
 [12] UBC. (Uniform Building Code) International Conference of Building Officials , Whitter California 1997.
[13] شکیب، حمزه و همکاران؛ طیف طرح زلزله برای ایران؛ گزارش تحقیقاتی؛ شماره نشریه: گ-430؛ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن؛ وزارت مسکن و شهرسازی؛ 1385.
[14] PEER Pacific Earthquake Engineering Research Center, “Strong Ground Motion Database, “ web site:
[15] Cheung, Y. K., Au, F.T.K., Zheng, D.Y., Cheng, Y.S. (1999). "Vibration of  Multi-span Non-uniform Bridges Under Moving Vehicles and Trains by Using Modified Beam Vibration Functions ", Journal of Sound and vibration 228(3), 611-628
[16] Car, E., Oller, S., Onate, E. (2000) . "An anisotropic elastoplastic constitutive model for large strain analysis of fiber reinforced composite materials” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 185 (2-4), pp. 245-277
[17] Oller, S., Barbat, A.H. (2006)." Moment–curvature damage model for bridges subjected to seismic loads". Computer Methods in Applied. Mechanics and. Engineering. 195(33-36) .4490–4511
[18] Chang, S.T.(2004)."Shear Lag Effect in Simply Supported Prestressed Concrete Box Girder". Journal of Bridge Engng © ASCE / 9 (2), pp-178–184.
[19] محمودزاده کنی، ایرج."طراحی سازهای بتن پیش تنیده"، تهران 1386.
[20] آیین نامه بارگذاری پلها، نشریه 139، انتشارات سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور 1379.