ارائه مدل سه درجه آزادی برای بررسی تاثیر پارامترهای جرمی بر زمان تناوب طولی پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4162-IRAST
نویسندگان
1تهران- پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور دانشگاه شهید بهشتی
2دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
جرم زیر سازه مولفه مهمی است که می‌تواند بر روی زمان تناوب و در نتیجه نیروها و جابجایی‌های پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای اثر بگذارد. در حالیکه برخی آیین نامه‌های طراحی مانند آئین نامه آشتو، در روش ساده شده تحلیل، این جرم را نادیده گرفته‌اند. جرم زیر سازه از چهار مولفه تشکیل شده است، که عبارتند از: جرم پایه‌ها، جرم تیر سر ستون، ممان اینرسی دورانی پایه‌ها، و ممان اینرسی دورانی تیر سر ستون. این مقاله اثر مولفه‌های نامبرده را بر روی زمان تناوب طولی پل‌های دارای جداگر لرزه‌ای بررسی می‌کند. بدین منظور مدل تحلیلی پل دارای جداگر لرزه‌ای در جهت طولی و محاسبات زمان تناوب ارائه شده است. زمان تناوب حاصل از مدل تحلیلی با نتایج بدست آمده از مدل اجزا محدود مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که ممان اینرسی دورانی زیر سازه تاثیری بر روی زمان تناوب طولی ندارد. در حالیکه جرم تیر سر ستون اثر چشمگیری در زمان تناوب طولی پل‌های جداسازی شده با پایه‌های بلند دارد. نادیده گرفتن جرم تیر سر ستون منجر به ایجاد 8% خطا در زمان تناوب طولی این پل‌ها می‌گردد. همچنین نشان داده شد که روش ساده شده آئین نامه آشتو به دلیل نادیده گرفتن کل جرم زیر سازه در برخی پل‌ها قابل کاربرد نیست و تا 15% خطا دارد. هرچه نسبت سختی جداگر لرزه‌ای به سختی زیر سازه افزایش می‌یابد، خطای رابطه آشتو در تخمین زمان تناوب طولی پل افزایش خواهد یافت.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Presenting a Three Degree of Freedom Model to Study the Effects of Mass Parameters on the Longitudinal Period of Base Isolated Bridges
Authors
Tehran, Mahsa Rasouli
Abstract
The mass of substructure is a main component that effects on the period and subsequently forces and displacements of the isolated bridges. But some bridge design codes such as AASHTO guide specification, ignores it in simplified method of analysis. The substructure mass consists of four components: pier mass, cap beam mass, pier rotational moments of inertia, and cap beam rotational moments of inertia. This paper investigates the effects of mentioned components on the longitudinal period of base isolated bridges. For this purpose, the analytical models of isolated bridge and calculation of period are presented in longitudinal direction. The periods obtained from analytical model were compared with those obtained from finite element model. The results shows that the substructure rotational moments of inertia doesn't have any impact on the longitudinal period; but the cap beam mass have a significant impact on the longitudinal period of base isolated bridges with tall piers. The ignorance of cap beam mass causes 8% error in the longitudinal period calculation of tall isolated bridges. The results also shows that the simplified method of AASHTO guide specification isn't applicable in some bridges and may causes 15% error. By increasing the ratio of isolator stiffness to substructure stiffness, the error of period calculated by AASHTO model, increases.
Keywords
Base isolated bridges, Analytical model, Longitudinal period, Effective mass parameters, Simplified method of AASHTO guide specification