مطالعه عددی اثر چرخش انتهایی جداگرهای الاستومری بر رفتار مکانیکی آن‌ها در پل‌های انعطاف‌پذیر

در زمین لرزه ‌های سال‌های اخیر ثابت شده است که استفاده از جداگرهای الاستومری در پل‌ها، رفتار لرزه‌ ای این نوع زیر ساخت‌ های شهری را بهبود می‌ دهد. کاربرد این جداگرها در زیر عرشه ی پل‌های دهانه بلند و یا زیر ستون‌ های با ارتفاع زیاد ممکن است باعث ایجاد چرخش در جداگرهای الاستومری شود و در نتیجه بر رفتار لرزه ایی جداگرها و پل‌ها اثر گذارد. رفتار این جداگر ها تحت بارگذاری خالص (فشار، برش، خمش) و یا ترکیب فشار برش در سطوح مختلف مطالعه شده است، لیکن مطالعات اندکی به بررسی رفتار این جداگرها تحت ترکیب بارگذاری که شامل چرخش نیز باشد، پرداخته است. در این مطالعه با استفاده از یک مدل مکانیکی دو بعدی از جداگرهای الاستومری، رفتار آن‌ها تحت اثر همزمان فشار، برش و چرخش بررسی شده است. این مدل مکانیکی شامل سه لایه از فنرهای محوری با رفتار هیسترزیس غیرخطی است که نقش توزیع تغییر شکل‌های خمشی و فشاری را بر عهده دارند. مقایسه نتایج آنالیز خمشی استاتیکی مدل با مطالعات آزمایشگاهی نشان از تطابق مناسب آن دارد. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات سختی چرخشی با میزان بار فشاری نسبت مستقیم و با تغییر شکل برشی نسبتی معکوس دارد. همچنین وجود چرخش در جداگرهای الاستومری سبب تغییرات قابل ملاحظه‌ ای بر مقدار نیروی برشی بحرانی می‌ باشد.

numerical study on the end rotation effect of elastomeric bearings on their mechanical behavior in flexible bridges

when elastomeric bearings support the deck of long-spans or tall pier bridges, they experience end rotation and it can change the seismic performance of the whole isolated system. so far, the behavior of these bearings has been numerically modeled under individual actions (compression, shear, or bending) or combined compression and shear load. however, the effect of end rotation on the response of elastomeric bearings and its numerical model in combination with different load actions have not been considered well. in the current study, we used a two-dimensional mechanical model of elastomeric bearings that simulate the effect of end rotation in the combined action of pressure, shear and end rotation. the test results indicate that bearing rotational stiffness increases with the increasing vertical load but decreases with increasing shear deformation. further, end rotation does not affect the critical displacement appreciably, but it significantly influences the critical shear force.