طراحی لرزه ای پل های فولادی

طراحی لرزه ای پل های فولادی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

فصل 7

طراحی لرزه ای پل های فولادی

 دانشگاه کالیفرنیا، ساندیاگو، ایالات متحده

دانشگاه ملی تایوان، چین

دانشگاه ایالتی نیویورک، بوفالو، ایالات متحده

انتشارات CRC

2003

7ـ1 مقدمه

در ارتباط با عواقب بعد از زلزله  Hyogo-ken Nanbu سال 1995 و صدمه زدگی شدید آن به پل های فولادی در منطقه Kobe، این موضوع هم اکنون مشخص شده است که پل های فولادی، مخصوصاً به هنگامی که بر روی زیرساخت های غیر شکل پذیر بتن های مسلح، مصالح ساختمانی یا حتی فولاد بنا شده یا تقویت شده  باشند،  از نقطه نظر زلزله،  در معرض خطر می باشند. در مورد آخر، متأسفانه، ضروریات و الزامات آئین نامه ای یا دستورالعمل های طراحی لرزه ای زیرساخت های پل فولادی شکل پذیر / مفتول پذیر اندک هستند [12 ، 21]، و هیچکدام هنوز در ایالات متحده اجرایی نشده اند. این فصل بر روی ارائه مفاهیم و ضروریات تفصیلی این موضوع تمرکز خواهد داشت تا قابلیت ارائه نوعی تضمین در ارتباط با رفتار شکل پذیر مطلوب زیرساخت های فولادی فراهم شود. خطرات متعارف دیگری نیز در ارتباط با پل ها وجود دارند، نظیر خرابی ها یا شکست های  بردگاهی / تکیه گاهی یا خرابی ناشی از فشار مضاعف سازه، فروپاشی دهانه به واسطه پهنای ناکافی نشیمن گاه یا عدم وجود بازدارنده های لرزه ای، روان گرایی یا مایه شدگی خاک و غیره، که در این فصل مورد خطاب قرار نمی گیرند.

معیارهای عملکرد لرزه ای

انجمن بزرگراه های ایالاتی و حمل و نقل ایالات متحده (AASHTO) اقدام به انتشار مشخصه های استاندارد برای پل های بزرگراهی [2] و مشخصه های LRFD در خصوص طراحی پل نموده است [1]، که مورد آخری به عنوان یک نگارش قبلی انتشار یافته در ارتباط با طراحی بار و عوامل مقاومت در برابر زمین لرزه به شمار آمده و بعلاوه بعنوان نگارش ترجیحی، که در این فصل نیز به آن رجوع خواهد شد، نیز محسوب می شود. با وجود آنکه تفاوت معنی داری بین ضروریات طراحی لرزه ای این مستندات وجود دارد، هر دو دارای اصول کلی مشابهی هستند که به طور خلاصه به شرح ذیل ارائه می گردند:

1. در ارتباط با زمین لرزه های کوچک تا متوسط سازه های مربوطه می بایست به گونه ای طراحی شوند تا قابلیت مقاومت در برابر زمین لرزه با توجه به محدوده ارتجاعی / الاستیسیته مؤلفه های سازه ای بدون صدمه دیدگی جدی را داشته باشند.

2. شدت ها و نیروهای حقیقی حرکت لرزه ای زمین را می بایست در راهکارهای مربوط به طراحی در نظر گرفت.

3. مواجهه با لرزش ناشی از زمین لرزه های بزرگ نباید به گونه ای باشد تا سبب فروپاشی کلیه یا بخشی از پل  شود. در صورت امکان،  صدمه  دیدگی رخ  داده را  می بایست به آسانی تشخیص داد و بعلاوه لازم است تا قابلیت دسترسی آسان برای بررسی و تعمیر نیز وجود داشته باشد.

از نقطه نظر مفهومی، معیار عملکرد فوق دربردارنده دو سطح طراحی حرکت زمین لرزه ای و بررسی های مرتبط با آن می باشد. برای زمین لرزه با شدت اندک، تنها صدمه دیدگی حداقلی مورد قبول است. برای زمین لرزه های شدیدتر، که بر مبنای نظر AASHTO احتمال تشدید ده درصدی آن در خلال 50 سال وجود دارد (یعنی، یک دوره بازگشتی 475 سال)، لازم است تا قابلیت ممانعت از فروپاشی وجود داشته باشد، اما در عین حال احتمال بروز صدمه دیدگی جدی در نظر خواهد بود. در حال حاضر، AASHTO یک رویکرد ساده را از طریق مشخص سازی صرف طراحی زمین لرزه ای سطح دوم ارائه نموده است. این بدان معنا است که عملکرد لرزه ای در رخدادهای دارای سطح کمتر را تنها می توان از طریق ضروریات طراحی رخدادهای سطح بالاتر به طور ضمنی مورد بررسی قرار داد. در محدوده مهندسی مبتنی بر عملکرد، این نوع از راهکار طراحی یک مرحله ای چالش برانگیز خواهد بود [11 ، 12].

AASHTO همچنین دسته بندی های مهم پل را تعریف نموده است، که در آن پل های ضروری و پل های حیاتی به ترتیب به عنوان مواردی تعریف می شوند که می بایست در حالت حداقلی، برای تردد وسائط نقلیه اضطراری یا اورژانس (و همچنین برای اهدافی همانند نیروهای امنیتی یا دفاعی) باز باشند؛ بعلاوه ضروریت استفاده از آنها، باز بودن بر روی کلیه آمد و شدها  یا ترافیک جاده ای، پس از یک دوره بازگشت 475 ساله زمین لرزه ای نیز مد نظر است. در مورد آخر، AASHTO مشخص می سازد که پل های مهم می بایست همچنین پس از یک دوره بازگشت 2500 ساله نیز بر روی ترافیک یا حمل و نقل اضطراری و اورژانس نیز همچنان باز باشند. نکته نظرات مختلفی در این ارتباط مشخص کننده این نکته است که چنین معیارهای عملکردی به صورت تلویحی قابل برآورد و اجرا خواهند بود، با این حال در ارتباط با چنین مواردی مهندسین می بایست قضاوت های قابل توجهی را ارائه نمایند. ضروریات خاص مشخص شده بر روی پل های اصلی فراتر از حوصله این فصل می باشد.

راهکار طراحی ضریب R

مشخصه لرزه ای AASHTO از یک ضریب اصلاح پاسخ، R، جهت محاسبه نیروهای زمین لرزه ای و طراحی آنها در بخش های مختلف سازه های پل اقدام می نماید. مبدأ راهکار طراحی ضریب R را می توان مستندات ATC 3-06 [9] برای طراحی ساختمان در نظر گرفت. از آنجایی که ضروریات مرتبط با مفاد لرزه ای برای طراحی اجزا به طور مستقیم در ارتباط با ضریب R می باشد، لازم است تا قابلیت بررسی معنی فیزیکی ضریب R را داشته باشیم.

یک پاسخ سازه ای نشان داده شده در شکل 7ـ1 را در نظر بگیرید. در صورتی که چنین سازه ای جهت پاسخ الاستیسیته در طی یک زمین لرزه مهم طراحی شده باشد، نیروی ارتجاعی / کشسانی مورد نظر، Q_e، می بایست زیاد باشد. به دلایل اقتصادی، قواعد طراحی زمین لرزه ای مهم عمدتاً از ظرفیت انتشار انرژی ذاتی سازه از طریق مشخص سازی سطح نیروی لرزه ای طراحی، Q_s، سود می جویند، که به طور معنی داری کمتر از Q_e خواهد بود:

ضروریت شکل پذیری

استفاده از یک ضریب R بزرگتر از 1 مؤکد آن است که نیاز به شکل پذیری را می بایست در طراحی مؤلفه های سازه با توجه به ضروریات اکید آن مدنظر قرار داد. ظرفیت شکل پذیری یک جزء فولادی غالباً بر مبنای عدم ثبات می باشد. با توجه به یک جزء خمشی، به طور مثال، این عدم ثبات ممکن است به وسیله یک یا چند حالت محدود ذیل به وجود آید: کمانش موضعی بال، کمانش موضعی جان، و کمانش پیچشی عرضی. در کلیه موارد، ظرفیت شکل پذیری به عنوان تابعی از ضریب رعنایی، l، به حساب می آید. برای کمانش موضعی، l به عنوان ضریب پهنا ـ ضخامت محسوب می شود. برای کمانش پیچشی ـ عرضی، l به صورت L_b/r_y محاسبه می گردد، که در آن  L_b  طول مهار نشده و  r_y  شعاع گردش مقطع  مجاور با محور کمانش می باشد. شکل 7ـ2 نشان دهنده تأثیر l بر  روی مقاومت و ظرفیت دفرمه شدگی قطعه خمشی بال پهن می باشد. منحنی 3 معرف پاسخ یک قطعه خمشی با یک مقطع غیر فشرده یا لاغر می باشد. هر دو پارامتر مقاومت و ظرفیت دفرمه شدگی آن برای طراحی لرزه ای ناکافی است. منحنی 2 مترادف با قطعه خمشی همراه با مقطع “فشرده” است. ضریب رعنای آن l، کمتر از نسبت حداکثری l_p می باشد، که در این رابطه یک مقطع قابلیت حاصل آوردن لنگر خمیری آن، M_p، و به دست آوردن چرخش های خمیری حد متوسط را خواهد داشت. برای طراحی لرزه ای، یک پاسخ که به وسیله منحنی 1 ارائه شده است مورد نیاز بوده و یک مقطع “خمیری” با l کمتر از l_ps برای حاصل آوردن شکل پذیری مورد نیاز ضروری خواهد بود.

مواد سازه ای فولادی

استاندارد AASHTO M270 (معادل ASTM A709) شامل درجات یا رتبه هایی با حداقل تاب ارتجاعی در محدوده ای از 36 الی 100 ksi می باشد (به جدول 7ـ3 رجوع شود). این فولادها شامل استانداردهای AASHTO برای چقرمگی شیار و قابلیت جوشکاری می باشد و از این رو برای کاربرد در پل های جوش داده شده ضروری هستند.

برای اجزای زیربنای نرم یا شکل پذیر، فولادها می بایست قابلیت انتشار انرژی هیستریک در طی زمین لرزه را داشته باشند، حتی در دماهای پایین در صورتی که به چنین سرویس ها  و شرایط مرتبط با آن نیاز باشد. نوعاً، فولادهایی که دارای شرایط F_y<0.8F_u هستند و قابلیت ازدیاد طول به میزان 2/0 m/m در یک طول مؤثر یا اندازه گیری 50 mm را دارند، آن هم قبل از شکست در دمای سرویس مورد انتظار، به صورت موفقیت آمیز عمل خواهند نمود.

طراحی ظرفیت و تاب ارتجاعی / مقاومت تسلیم مورد انتظار

برای اهداف طراحی، یک طراح عمدتاً می بایست قابلیت استفاده از بازده حداقلی خاص و تابهای کششی به منظور مشخص سازی یا در یک حالت اندازه قراردهی مطلوب مؤلفه های سازه ای را داشته باشد. این رویکرد  عمدتاً  برای  طراحی  بار ثقل  محافظه کارانه  مد  نظر می باشد. با این وجود، هیچگونه طراحی لرزه ای مکفی وجود ندارد چرا که راهکار طراحی AASHTO در برخی از مواقع محدود کننده نیروی حداکثری می باشد که در یک جزء در ارتباط با مقدار حاصل آمده از جزء تسلیم مجاور، بر حسب یک فلسفه طراحی ظرفیت، عمل می نماید.

پاسخ چرخه ای اعضا

یک ارتباط تنش ـ کرنش چرخه ای نوعی مواد فولادی سازه در شکل 7ـ3 نشان داده شده است. به هنگامی که شکستگی ناشی از تردی و عدم ثبات را مستثنی سازیم، این شکل نشان دهنده آن است که چنین فولادی بسیار شکل پذیر بوده و برای کاربردهای لرزه ای بسیار مناسب می باشد. به هنگامی که فولاد در یک مسیر بارگذاری دچار وادادگی یا تسلیم می شود، تأثیر Bauschinger سبب خواهد شد تا فولاد مربوطه زودتر در مسیر معکوس دچار وادادگی شود. به هنگامی که لازم است تا ویژگی های عدم ثبات را در نظر آوریم، تأثیر Bauschinger ممکن است بر روی مقاومت چرخه ای یک جزء فولادی تأثیرگذار باشد.

7ـ2. طراحی قاب شکل پذیر مقاوم در برابر خمش (MRF)

مقدمه

فلسفه نوظهور در ارتباط با طراحی مصالح مقاوم در برابر زمین لرزه مخصوصاً قاب های شکل پذیر یا نرم در ساختمان ها سبب شده است تا مفصل خمیری بیشتر در تیرها، به جای ستون ها، به منظور توزیع بهتر انرژی هیستریک در امتداد کلیه طبقات و اجتناب از مکانیزم های شکست نوع طبقه نرم، رخ دهد. با این وجود، برای پل های فولادی چنین محدودیتی نه واقعی می باشد نه به طور کلی مطلوب تصور خواهد شد. پل های فولادی به طور معمول دارای تیرهای عمیقی هستند که به طور نوعی دارای مقاطع فشرده نبوده و عمدتاً در مقایسه با ستون های فولادی تکیه گاهی خود از نقطه نظر خمش و انعطاف پذیری سخت تر هستند. به علاوه، سازه های پل در شمال آمریکا عمدتاً به صورت “تک طبقه” یا سازه های (تک لایه) به شمار آمده و کلیه توزیع انرژی هیستریک در این طبقه واحد متمرکز خواهد بود. ویژگی های استاندارد AASHTO [3] و CHBDC [21] در ارتباط با دستورالعمل های زمین لرزه ای به گونه ای نوشته شده اند که در آن ستون ها به عنوان اجزای زیربنایی شکل پذیر یا نرم در قاب ها و پایه ها یا اتصالات خمشی در نظر گرفته می شوند. تنها در مقررات CHBDC، تاکنون، نیاز جهت مشخص سازی جزئیات مفتول پذیری یا شکل پذیری زیربناهای فولادی در نظر گرفته شده است تا از این موضوع اطمینان حاصل شود که اهداف عملکرد به هنگام استفاده از یک مقدار R برابر با 5 در طراحی استفاده شده است اجابت شده باشد [21]. به علاوه این موضوع نیز مشخص شده است که لازم است تا از مراقبت بیشتر جهت اطمینان از پاسخ مفتول پذیری یا نرمی رضایت بخش پایه های قاب فولادی چند سطحی اطمینان حاصل شود چرا که چنین مواردی به طور ضمنی به وسیله دستورالعمل ها و مشخصه های خاص مورد خطاب قرار نگرفته اند. توجه داشته باشید که توصیه های طراحی اخیر [12] مؤکد آن هستند که طراحان قابلیت انتخاب این موضوع را خواهند داشت که مکانیزم انتشار انرژی اولیه می تواند یا در ناحیه پانل تیر ـ ستون یا ستون رخ دهدَ، اما این رویکرد در مقررات مربوطه مشخص نشده است.

ویژگی های مربوط به مقاومت و استحکام در طراحی

ستون ها، تیرها و نواحی پانلی به عنوان اولین نواحی طراحی شده در ارتباط با مقاومت در برابر نیرو به حساب می آیند که خود ناشی از ترکیبات بار مشخص شده مدنظر خواهند بود، بنابراین طراحی ظرفیت نیز در این ارتباط اعمال می شود تا اطمینان حاصل شود که دفرمه شدگی های غیرارتجاعی تنها در اجزای زیرساختار شکل پذیر مشخص رخ دهند. جهت اطمینان از یک طراحی ستون ضعیف و شاه تیر قوی، ضریب مقاومت تیر به ستون می بایست در بردارنده ضروریات ذیل باشد:

ملاحظات مرتبط با ثبات عضو

نسبت های پهنا ـ ضخامت اعضای سخت و نرم مقطع ستون نباید بیشتر از محدوده های l_ps مشخص شده در جدول 7ـ2 باشند تا آنکه از پاسخ مناسب شکل پذیری برای تشکیل مفصل خمیری اطمینان حاصل شود. راهکار کانادا [21] در این زمینه مشخص کننده آن است که نیروی فشردگی محوری فاکتوریل به واسطه بار لرزه ای و بار ثقل می بایست کمتر از 0.30A_gF_y باشد (یا دو برابر مقدار مشخص در نواحی دارای مقدار کمتر زمین لرزه ای). به علاوه، موقعیت های مفصل خمیری، نزدیک ناحیه فوقانی یا انتهایی هر ستون، را می بایست به صورت عرضی تقویت نمود. به منظور اجتناب از کمانش پیچشی ـ عرضی، طول مهارنشده یا آزاد نباید بیشتر از 2500r_y/F_y باشد [6].

اتصالات ستون به تیر

شکستگی های ناشی از تردی گسترده در اتصالات خمشی جوش داده شده در قاب های خمشی ساختمان ها که پس از زمین لرزه Northridge سال 1994 مشاهده شد نگرانی هایی جدی را سبب شد. بسیاری از مطالعات تجربی و تحلیلی انجام شده پس از این زمین لرزه مشخص ساخته اند که چنین مشکلی به عنوان یک مسئله ساده مدنظر نمی باشد و هیچگونه عامل واحدی را نمی توان به طور کامل مسئول شکست چنین اتصالاتی دانست. چندین مشاور طراحی و دستور العمل های مشخص در این زمینه قبلاً جهت کمک به مهندسین در ارتباط با مخاطب قرار دادن چنین مشکلاتی ارائه شده اند [52 ، 54]. علل احتمالی شکست های چنین اتصالاتی را می توان به شرح ذیل مورد بررسی قرار داد:

7ـ3. طراحی قاب مهارشده شکل پذیر

قواعد لرزه ای برای طراحی پل به طور کلی مشخص کننده آن هستند که مکانیزم انتشار اولیه انرژی می بایست در سطح زیر بنا فراهم شود. سیستم های قاب مهارشده، که دارای مقاومت و صلبیت قابل توجهی هستند، را می توان برای این هدف به کار گرفت [67]. منوط به هندسه، یک قاب مهاربندی را می توان بصورت هم مرکز (CBF) یا خارج از مرکز (EBF) دسته بندی نمود. CBFها را می توان در سیستم های دارای قاب های متقاطع یا مهاربندی عرضی بسیاری از پل های شاه تیر فولادی موجود به کار گرفت. در یک سیستم CBF، خطوط کاری اجزا به طور الزامی در یک نقطه مشترک به هم خواهند رسید [شکل 7ـ7]. اعضای مهاربندی مستعد کمانش غیرارتجاعی تحت بار بیش از حد فشرده چرخه ای می باشند. پیامد کمانش چرخه ای اجزای مهاربندی در روبنا به طور کامل در این زمان شناخته شده نیست، اما تحقیقات متعددی اهمیت حفظ جامعیت دیافراگم های انتهایی را نشان داده اند [72].

قاب های مهارشده هم مرکز

آزمایشات نشان دهنده آن می باشند که پس از کمانش، یک جزء باردار محوری به سرعت مقاومت یا تاب فشردگی خود تحت دوره های بارگذاری متناوب غیرارتجاعی تکراری را از دست داده و بنابراین قابلیت بازگشت به موقعیت اولیه خود را نخواهند داشت (به شکل 7ـ4 رجوع شود). CBFها معرف بهترین عملکرد لرزه ای خواهند بود آن هم به هنگامی که هر دو تحت کشش دچار وادادگی شده و بنابراین کمانش غیرارتجاعی تحت فشردگی اجزای قطری تعامل معنی داری را با مجموع انتشار انرژی هیستریک دارد. قابلیت جذب انرژی یک مهاربند تحت فشردگی منوط به ضریب رعنایی آن (KL/r) و مقاومت آن در برابر کمانش موضعی می باشد.

اجزای مهاربندی

مقاومت پساکمانشی و ظرفیت انتشار انرژی اجزای مهاربندی با یک ضریب بزرگ رعنایی به هنگامی که کمانش رخ می دهد به سرعت تنزل خواهد یافت [47]. بنابراین، بسیاری از قواعد لرزه ای نیازمند آن هستند تا ضریب رعنایی (KL/r) برای جزء مهاربندی محدود به  باشد که در آن F_y در حالت ksi خواهد بود. اخیراً، در دستورالعمل های لرزه ای AISC (1997) [6] اقدام به تغییر این محدود به  برای اجزای مهاربندی در SCBFها شده است. این تغییر تا اندازه ای بحث برانگیز می باشد. نویسندگان ترجیح می دهند تا نسبت به پیروی از دستورالعمل های اکید قبلی برای SCBFها اقدام نمایند. مقاومت طراحی یک جزء مهاربندی تحت فشردگی محوری را می بایست در حد 0.8 f _c P_n در نظر گرفت، که در آن  f _cبه میزان 85/0 و P_n به عنوان مقاومت محوری اسمی مهار مدنظر خواهد بود.

اتصالات مهاربندی

مقاومت مورد نیاز اتصالات مهاربندی (شامل اتصالات تیر به ستون در صورتی که به عنوان بخشی از سیستم مهاربندی تلقی شود) می بایست قابلیت مقاومت کمتری در ارتباط با موارد ذیل را داشته باشد:

ضروریات خاص برای پیکربندی مهار

از آنجائی که مهارها می بایست در ناحیه میانی دهانه تیرها در قاب های مهاربندی شده نوع ـ V و نوع ـ V معکوس درج شوند، نیروی عمودی حاصله از فشردگی نابرابر و مقاومت کششی مهارها می تواند تأثیر قابل توجهی بر روی رفتار چرخه ای داشته باشد.

ستون ها

بر مبنای اصل طراحی ظرفیت، ستون ها در یک CBF می بایست به گونه ای طراحی شوند تا قابلیت حفظ حالت ارتجاعی خود به هنگامی که کلیه مهارها به حداکثر ظرفیت کششی یا فشردگی خود رسیده اند نایل شوند، که در این راستا لازم است تا ضریب مقاومت مازاد 1.1R_y را در نظر گیریم.

قاب های مهاربندی شده خارج از مرکز

نتایج تحقیقاتی نشان داده است که یک سیستم EBF به خوبی طراحی شده از صلبیت سطح بالایی در محدوده ارتجاعی و ظرفیت شکل پذیری ممتازی در محدوده غیرارتجاعی برخوردار است [25].

لینک ها

شکل 7ـ10 نشان دهنده نمودار ایستایی یک لینک می باشد. در صورتی که یک لینک کوتاه باشد، کل لینک به صورت اولیه دچار  وادادگی  برشی  خواهد  شد. برای یک  لینک دراز، لولای خمشی یا پیچشی تشکیل دهنده هر دو انتهای لینک قبل از قابلیت رشد  مفصل “برشی” می باشد.

پشت بندها / تقویت کننده های لینک

به منظور فراهم آوردن رفتار شکل پذیر تحت بارگذاری چرخه ای شدید، توجه نزدیک به جزئیات پشت بندهای جان لینک ضروری می باشد. در انتهای مهار این لینک، پشت بندهای جان دارای عمق کامل را می بایست در هر دو طرف جان لینک فراهم آورد.

اتصالات لینک به ستون

به جز آنکه از یک لینک برشی بسیار کوتاهی استفاده شده باشد، ویژگی های خمشی بالا در تعامل با برش زیاد را می توان در اتصالات لینک به ستون در نظر داشت [25 ، 63]. در ارتباط با سازه های اتصال خمشی که پس از زمین لرزه Northridge مشاهده شده است، نگرانی هایی در خصوص عملکرد لرزه ای اتصالات لینک به ستون در طی یک زمین لرزه اصلی مشاهده شده است.

تکیه گاه عرضی لینک

به منظور اطمینان از رفتار با ثبات سیستم EBF، لازم است تا نسبت به فراهم آوردن نوعی تکیه گاه عرضی در هر دوی نواحی فوقانی و تحتانی بال های لینک در دو سر لینک اقدام نماییم. هر تکیه گاه عرضی می بایست دارای مقاومت طراحی 6% مرتبط با استحکام بال مورد انتظار لینک باشد، یعنی (= R_yF_yb_ft_f)

مهار قطری و تیر خارج از لینک

در پی مفهوم طراحی ظرفیت، مهارهای قطری و مقاطع تیر خارج از لینک را می بایست به گونه ای طراحی نمود تا قابلیت مقاومت در برابر حداکثر نیروهایی را داشته باشند که ممکن است به وسیله آن لینک ایجاد شوند. با توجه به تأثیرات سخت شدگی ـ کرنش، مقاومت مورد نیاز مهار قطری می بایست بیشتر از نیروی محوری و خمش ایجادی بر مبنای 5/1 برابر استحکام برشی اسمی مورد انتظار لینک،R_yV_n، باشد.

اتصالات تیر به ستون

اتصالات تیر به ستون جدای از لینک ها را می توان به عنوان اتصالات برشی ساده طراحی نمود. با این وجود، هر اتصال می بایست دارای استحکام مکفی جهت مقاومت در برابر دوران حول محور طولی تیر باشد که خود حاصل آمده از دو نیروی مساوی یا متضاد حداقل 2% استحکام اسمی بال تیر است، که به صورت F_yb_ft_f محاسبه شده و بصورت عرضی بر روی بال های تیر عمل می نماید.

استحکام مورد نیاز ستون

استحکام ضروری ستون را می بایست از ترکیبات از قبل مشخص شده بار تعیین کرد، به استثنای آنکه خمش ها و بارهای محوری که در ناحیه اتصال یک لینک یا مهار ایجاد می شوند نباید کمتر از موارد ایجادی به وسیله استحکام مورد انتظار اسمی لینک، P_y V_n، ضرب شده در 1/1 باشند تا از این طریق سخت شدگی کرنشی به حساب آید.

7ـ4. طراحی پایه جعبه ای فولادی صلب

مقدمه

به هنگامی که محدودیت های فضایی سبب الزام در  کاربرد پایه هایی  با اندازه  کوچکتر پل می شود، مقاطع جعبه فولادی یا مقاطع استوانه ای دارای مزیت خاصی در مقایسه با مقاطع بتنی مسلح جایگزین خود هستند. برای مقاطع استوانه ای یا جعبه ای غیرسخت، مفاد و جزئیات شکل پذیری مربوط به دستورالعمل های لرزه ای AISC (1997) [6] یا CHBDC [21] قابل اعمال خواهد بود که شامل محدوده های قطر به ضخامت یا پهنا به ضخامت است.

ثبات پایه های جعبه ای مستطیلی صلب

تحقیقات ژاپنی ها قبل از زمین لرزه Hyogo-ken Nanbu سال 1995

تحقیقات ژاپنی ها پس از زمین لرزه Hyogo-ken Nanbu به سال 1995

7ـ5. طرح های جایگزین

همانگونه که در بالا ذکر شد، صدمه دیدگی در اجزای زیربنا نظیر دیوارهای پشتیبان، پایه ها یا ستون ها، نواحی بردگاهی و دیگر مناطق به نظر دارای پیامدهای زیادی می باشد که عمدتاً منجر به فروپاشی دهنه می گردد [8 ، 19، 50]. بنابراین، به هنگامی که پل های موجود در معرض احیای لرزه ای قرار می گیرند، لازم است توجه ویژه ای به اجزای زیربنا معطوف گردد.