بررسی اثر مولفه قائم زلزله بر تغییرات نیروی محوری پایه پل بتنی با جداگر پاندولی اصطکاکی (fps)

پل‌ها ازجمله سازه‌های اصلی و حیاتی در هر کشور می‌باشند و لازم است امکان بهره‌وری از آن‌ها به‌ویژه در هنگام وقوع حوادثی مانند زلزله به منظور امدادرسانی فراهم باشد. وقوع خرابی زیاد و فروریزش بسیاری از پل‌ها در زلزله‌های گذشته منجر به توسعه روش‌های مقاومسازی و بهسازی لرزه‌ای شده که یکی از این روش‌ها استفاده از انواع جداسازهای لرزه‌ای می‌باشد. همچنین با توجه به تحقیقات گسترده‌ روی علل خرابی‌های بوجود آمده در پل‌ها، مشخص شد که مولفه قائم زلزله و در پی آن تغییرات نیروی محوری ستون‌ها مساله‌ای اساسی و تاثیرگذار بر خرابی پایه‌ها بوده‌است. بنابراین در تحقیق پیش‌رو به بررسی تغییرات نیروی محوری و احتمال خرابی پایه‌ها و جداگرهای یک پل کوله باز سه دهانه با شاه‌تیرهای پیش‌ساخته بتنی و طول دهانه‌های متفاوت که توسط جداسازهای پاندولی اصطکاکی تک قوسی جداسازی شده است می‌پردازیم. به منظور افزایش دقت پاسخ‌ها و درنظر گرفتن عدم قطعیت ذاتی پدیده زلزله از تحلیل دینامیکی فزاینده استفاده شده است و به کمک منحنی‌های شکنندگی احتمال خرابی پایه پل و جداگرها تحت اثر همزمان سه مولفه زلزله درمقایسه با اعمال دو مولفه بررسی شده است. نتایج حاصل از مقایسه حداقل نیروی محوری فشاری، نشان دهنده رشد نرخ کاهش این نیرو با اعمال مولفه قائم بود. همچنین مولفه قائم زلزله حداکثر نیروی محوری فشاری و نیروی کششی ستون را افزایش داده و باعث افزایش احتمال خرابی پایه‌ها در سطح خرابی متوسط و گسترده به ترتیب به میزان شش و بیست و چهار درصد و در جداگرها به میزان بیست و یک درصد شده است.

investigating the effect of vertical component of earthquake on variation of axial forces in rc bridge pier with fps isolators

bridges are key elements in the highway transportation system. many bridges collapsed or were extensively damaged in past earthquakes, which highlighted the vulnerabilities of existing bridges. therefore, different rehabilitation methods have been developed for mitigating earthquake hazards in new bridges or retrofitting existing ones. isolation systems are one of the most commonly used devices that have been developed to dissipate earthquake energy and improve the seismic behavior of bridges. friction pendulum system (fps) is a sliding-based isolator, widely used in the seismic design of bridges. recent investigations show that bridges with fps isolators exhibit good performance against seismic forces due to the energy dissipation of the isolation device. the purpose of this study is to assess the effects of the vertical component of the earthquake on variations of axial forces of piers in a three-span continuous deck reinforced concrete(rc) bridge, seismically isolated by the fps. to this end, incremental dynamic analyses (ida) are conducted using a suite of 24 near-fault ground motions to evaluate the dynamic behavior of the bridge piers. ida curves and fragility curves are generated with peak ground acceleration and column drift as intensity measure and engineering demand parameter (edp), respectively. the results showed that the vertical component of earthquake can increase the axial forces of piers significantly. moreover, the damage probability of the moderate and extensive damage states showed 6% and 24% increase, respectively, and the damage probability of isolators increased by 21% considering the vertical component of the earthquake.