ارزیابی عملکرد لرزه‌ای پل‌های بتنی دارای پایه‌های پس‌کشیده خودمرکزگرا به وسیله منحنی‌های شکنندگی

پل‌ها بخش کلیدی ارتباط در سیستم حمل و نقل به حساب می‌آیند به نحوی که در صورت خرابی پل‌ها بعد از زلزله شدید یا بسته بودن راه‌های ارتباطی در روند امداد و نجات اختلال ایجاد خواهد شد. بنابراین استفاده از سیستم‌های سازه‌ای با احتمال خرابی کم و مدت از کارافتادگی کاهشیافته بعد از وقوع زلزله طرح امری ضروری تلقی می‌شود. پایه‌های خودمرکزگرا با کاهش یا حذف تغییر مکان‌های پسماند به حفظ خدمت‌پذیری پل‌ها بعد از زلزله‌های شدید کمک می‌کنند. در این سیستم نیروی پس‌کشیدگی کابلها باعث ایجاد مرکزگرایی پایه‌ها شده به طوری که باعث می‌شود بعد از اتمام زلزله، سازه به سمت محل اصلی خود بازگردد. در این مطالعه عملکرد لرزه-ای پل‌های با دهانه پیوسته دارای پایه‌های خودمرکزگرا و خودمرکزگرای دارای میراگر خارجی نسبت به پلهای رایج بتنی از طریق تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی بررسی گردیده‌ است. به منظور مقایسه دقیق‌تر عملکرد پل‌های مورد مطالعه و بررسی تقاضا و ظرفیت پل‌ها با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های زلزله، تحلیل دینامیکی فزاینده (ida) تحت شتاب‌نگاشت‌های حوزه نزدیک و حوزه دور در مدل‌های پل با پایه‌های دارای ارتفاع‌های مختلف انجام شد. احتمال وقوع خرابی هرکدام از پل‌ها از طریق مطالعه منحنی‌های شکنندگی با معیار تغییر مکان نسبی حداکثر و نسبت تنش پس‌کشیدگی کابلها بررسی گردیده است. بر اساس نتایج بدست آمده، پل دارای پایه‌های معمولی با افزایش شدت خطر لرزه‌ای به طور قابل ملاحظه‌ای در بیشینه شتاب زمین کمتری نسبت به پل خودمرکزگرا دارای میراگر دچار فروریزش می‌شود و پل خودمرکزگرا دارای میراگر ظرفیت تغییرمکان بیشتری داشته و احتمال خرابی پایه‌های این پل‌ها در یک بیشینه شتاب زمین‌ مشخص کمتر است، به علاوه چنین سیستمی دارای تغییر مکان پسماند ناچیز است. از طرف دیگر استفاده از میراگر در پایه‌های خودمرکزگرا باعث بهبود ظرفیت اتلاف انرژی سیستم شده و با کاهش تغییر مکان بیشینه، احتمال تسلیم کابل را کاهش می‌دهد.

seismic performance assessment of rc bridges with self-centering post-tensioned piers using fragility curves

bridges play a key role in transportation networks, and damage to them during an earthquake may delay emergency rescues and first-aid efforts. thus, the development of structures with low damage and reduced downtime after extreme earthquake events is necessary. post-tensioned self-centering (sc) systems improve the serviceability of bridges by eliminating residual displacements after severe earthquakes. in these systems, post-tensioned tendons have a critical role in self-centering piers so that they return the structure to its initial position and remain their functionality. in this study, the seismic performance of post-tensioned rocking bridge piers was investigated and compared with monolithic reinforced piers through time history analysis. demand and capacity of bridges in models with different heights were investigated using incremental dynamic analysis (ida). the probability of failure of each bridge has been investigated by studying the fragility analyses based on the maximum drift ratio and the stress of the tendons. according to the results, the collapse probability of bridges with conventional piers is higher than their corresponding bridge models with sc piers. adding dampers to the sc piers increases the lateral load capacity of the model and decreases the probability of failure under an earthquake record with specific peak ground acceleration (pga). on the other hand, using dampers in sc piers improves the energy dissipation capacity of the system and reduces the possibility of tendon yield by reducing the maximum displacement.