بررسی رفتار لرزه ای پل های بتنی تیر و دال با دال پیوند
چکیده
یکی از سیستم های رایج برای اجرای پل های جاده ای، پل های بتنی با عرشه تیر و دال هستند.در این سیستم، عرشه مرکب از تیر و دال برای تحمل نیروهای ثقلی انتخاب می شود. در هر انتهای عرشه درز انبساط جهت تسهیل حرکت عرشه ناشی از تغییرات دمایی، زلزله و... ایجاد می شود. بدون ایجاد درز انبساط عملکرد حرارتی عرشه دچار اختلال می گردد و در طرف مقابل نگهداری از درزهای انبساط عرشه پل پرهزینه می باشد. انباشت مواد زائد در درزها می تواند باعث جلوگیری از انبساط عرشه شود و نیروهای ناخواسته ای را در عرشه ایجاد کند که باعث خرابی سازه می شوند. همچنین نفوذ آب از درزها باعث تخریب شدید سرستون خواهد شد که با از بین رفتن نشیمنگاه تیرها احتمال سقوط تیرها را بیشتر می کند. پل های متعددی در زمین لرزه های گذشته به دلیل سقوط عرشه از تکیه گاه، نشیمن گاه و یا درزهای انبساط تخریب شده اند. با وجود طیف وسیع و متنوع این موضوع، این نوع خرابی ها نسبتاً ساده اند و بهسازی آنها هزینه زیادی ندارد. از این رو اکثر تلاش های بهسازی تا به امروز در جهت متصل ساختن پل ها در نواحی درزهای انبساط آنها صورت گرفته است. از جمله این روش ها می توان استفاده از مهارکننده ها و گسترش نشیمن گاه را نام برد. استفاده از دال پیوند نیز می تواند به عنوان روشی مناسب برای بهسازی پل مورد استفاده قرار گیرد. در اجرای سیستم دال پیوند درزهای عرشه می تواند با پیوسته نمودن عرشه، بدون پیوستگی در تیرها حذف شود؛ بخشی از عرشه را که تیرهای دهانه ساده را به یکدیگر متصل می کند، دال پیوند نامیده می شود. در این تحقیق ابتدا تاریخچه ای مختصر از دال پیوند، روش های تحلیل و طراحی آن و همچنین بهسازی توسط این سیستم ارائه شده است. جهت بررسی تغییرات رفتاری پل ها ناشی از جایگزینی درزهای انبساط توسط سیستم دال پیوند از 9 مدل سازه ای استفاده شده است. این مدل ها شامل چهار پل : دودهانه، سه دهانه با دهانه های برابر، سه دهانه با دهانه های نابرابر و چهاردهانه می باشد که به دو صورت دهانه ساده با درز انبساط و پیوسته با سیستم دال پیوند مدل شده اند. این تنوع در مد ل ها جهت بررسی اثر تعداد دهانه و همچنین طول دهانه و چگونگی آرایش دال پیوند بر رفتار پل های با سیستم دال پیوند در نظر گرفته شده است. مدلسازی ها در نرم افزار sap و به صورت سه بعدی انجام شده است و از دو نوع تحلیل دینامیکی طیفی و تاریخچه زمانی خطی برای تحلیل سازه ها استفاده شده است. در ادامه نتایج حاصل از تحلیل در سه بخش مشخصات دینامیکی و نیروها و جابه جای به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. بطور خلاصه می توان بیان کرد که با جایگزینی درزهای انبساط توسط دال پیوند پریود طبیعی پل ها دچار کاهش و برش پایه در آن افزایش می یابد. همچنین دال پیوند باعث کاهش در تقاضای لرزه ای قاب داخلی در هنگام وقوع زلزله در راستای عرضی خواهد شد. لنگر خمشی درون صفحه دال پیوند در هنگام زلزله باعث ایجاد تنش های کششی بالا در لبه های کناری دال پیوند می شود و آرماتورهایی که با استفاده از روش های طراحی رایج بدست خواهند آمد برای تحمل این تنش ها کافی نمی باشد. دال پیوند در لبه های کناری نیاز به تقویت خواهد داشت.