پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران
گرایش زلزله
عنوان:
بررسی عملکرد پل‌های بتنی با مقطع باکس پس‌کشیده تحت اثر بارهای ناشی از انفجار
استاد راهنما:
دکتر محمودرضا شیراوند
پائیز 1393
چکیده:
سازه‌ی پل‌ها تحت اثر بارگذاری‌های متنوعی قرار می‌گیرند و با توجه به میزان خطرپذیری که برای آنها در نظر گرفته شده طراحی می‌شوند. بارگذاری انفجاری از جمله بارهاییست که سلامت پل‌ها را تهدید می‌کند. ارزیابی میزان خسارت و عملکرد پل‌ها تحت اثر این بارگذاری به علت اهمیت راهبردی آنها ضروریست. در این پایان نامه طی چهار فصل سعی شده است تا عملکرد پل‌های بتنی با مقطع باکس پیش‌تنیده تحت اثر بار انفجاری مورد بررسی قرار گیرد. در فصل اول بیان مسئله، ضرورت انجام این تحقیق و کلیاتی راجع به مسئله نوشته شده است.
در فصل دوم پدیده انفجار، بارگذاری انفجاری و پارامترهای آن معرفی می‌شوند، سپس رفتار مواد در نرخ کرنش‌های بالا (بارهای ضربه‌ای) به صورت اجمالی بیان می‌شود. تاریخچه‌ی تحقیقات عددی و آزمایشگاهی انجام شده در زمینه اثر انفجار بر پل‌ها نیز در این فصل توضیح داده می‌شود.
در فصل سوم پل مورد تحقیق و فنون مدل‌سازی آن در نرم‌افزارهای اجزاء محدود بیان می‌شود. روش تحقیق وسناریوهای انفجاری در این فصل تعریف می‌شود. خصوصیات و نحوه‌ی مدل‌سازی مصالح ارائه می‌گردد.
در فصل چهارم نتایج سناریوهای انفجاری ارائه و مورد بحث قرار می‌گیرند. نتایج بیانگر آن‌اند که پل تحت اثر سناریوهای مختلف انفجاری بسیار آسیب‌پذیر و امکان فروریزی آن زیاد است. موج انفجاری پس از شکست دال عرشه به داخل باکس نفوذ می‌کند و تشدید می‌یابد. آرماتورها گسیخته شده و کابل‌های پیش‌تنیدگی در نواحی مهار انتهایی جاری می‌شوند، در ادامه به علت افزایش کرنش در کابل‌ها نیروی پیش‌تنیدگی موثر بر مقطع کاهش می‌یابد. این درحالیست که تنش در کابل‌ها بیش از حد جاری شدن استاتیکی است، ولی به علت اثر نرخ کرنش در نقاط خارج از ناحیه مهار انتهایی جاری و یا گسیخته نمی‌شوند.
-مقدمه
بدون شک رویداد 11 سپتامبر سال 2001 یکی از بزرگترین حملات تروریستی بشر بوده است. این واقعه نشانگر این است که سازه‌ها همواره در معرض خطرات ناشی از انفجار قرار دارند. طی چند دهه گذشته حملات تروریستی فراوانی در سراسر دنیا به وقوع پیوسته است که صدمات مالی و جانی بسیاری را بر جا گذاشته است. نتیجه این رویداد، احساس نیاز بیشتر مهندسان برای طراحی سازه‌های مقاوم در برابر انفجار بوده است. برای مثال درس‌های آموخته شده از بمب گذاری در اوکلاهاما[1] در سال 1995 و حمله به سفارت آمریکا در تانزانیا[2]و نیروبی[3] در سال 1998 آغازگر توسعه آئین‌نامه‌های طراحی سازه‌ها در برابر انفجار است. با گسترش عملیات‌های تروریستی، وقوع جنگ‌های مختلف، وقوع حوادثی که منجر به انفجار می شوند (انفجار خودروی حامل سوخت) باعث شده است که نیاز به مطالعه و تعیین راه حل‌های مناسب برای جلوگیری از رسیدن آسیب‌های جدی به سازه های راهبردی و حیاتی بیش از پیش احساس شود. پس از تولد تکنولوژی انفجار، آزمایشات و تحقیقات بسیاری توسط مهندسان و دانشمندان بر روی مصالح و بارهای انفجاری انجام شده است. فولاد و بتن نیز به عنوان متداول‌ترین مصالح عمرانی به دلیل اهمیت و گستردگی استفاده در پروژه های عمرانی قسمت اعظم این تحقیقات و پژوهش‌های انفجاری را به خود اختصاص داده‌اند. تحقیقات قابل توجه کمی در زمینه اثر انفجار بر پل‌ها صورت گرفته است، بنابراین برای طراحی پل‌ها تحت اثر انفجار تحقیقات آزمایشگاهی و عددی و تحلیلی نیاز است تا بتوان دانش کافی برای توسعه‌ی آئین‌نامه‌های طراحی پل‌ها در برابر انفجار را فراهم آورد.
بعد از رویداد 11 سپتامبر تلاش‌های بسیاری برای تمرکز بر روی امنیت سیستم حمل ونقل صورت گرفت. به طوری که چندید گروه تخصصی برای ارائه پیشنهادات و راه‌کارها برای جلوگیری از حملات تروریستی علیه پل‌ها گرد هم آمدند. یکی از اولین پروژه‌های تحقیقاتی در این زمینه در دپارتمان حمل ونقل تگزاس آمریکا کلید خورد. تمرکز این تحقیقات توسعه‌ی راه‌کارها برای بهبود عملکرد انواع پل‌ها در برابر حملات تروریستی بود. این تحقیقات به کمک روش‌های مبتنی بر مطالعات پارامتری با مدل‌های تحلیلی ساده انجام شد[1]. اخیرا مهندسین ارتش آمریکا به بررسی عملکرد برج‌های فلزی و بتنی پل معلق و کابلی که تحت اثر بار انفجاری نزدیک قرار گرفته‌اند، پرداختند. بقیه تحقیقات بیشتر بر روی اعضای پل متمرکز بودند. برای مثال فوجیکورا[4] طی تحقیقات آزمایشگاهی اقدام به بررسی عملکرد پایه‌های قابی شکل پل‌ها نمود. همچنین مهندسین ارتش آمریکا بر روی شاهتیرهای پیش تنیده نیز تحقیقات مشابهی انجام دادند. با اینکه تحقیقات فراوانی در این زمینه انجام شده است اما این زمینه هنوز تازه است[2].
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند