این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۵، شماره ۴، صفحات ۰-۰
عنوان فارسی پیشنهاد سیستم یک درجه آزادی معادل برای تعیین منحنی ظرفیت پل‌های دارای انحنا در پلان
چکیده فارسی مقاله پل‌های دارای انحنا در پلان به دلیل هندسه نامنظم و توزیع جرم و سختی غیریکنواخت در طی زلزله‌های گذشته آسیب‌های شدیدی را متحمل شده‌اند بنابراین تعیین عملکرد لرزه‌ای این‌گونه سازه‌ها به دلیل رفتار دینامیکی پیچیده بسیار مهم است. تحلیل و رسم منحنی ظرفیت این سازه‌ها نیازمند صرف هزینه و وقت زیادی بوده، از این رو، تلاش‌های بسیاری در جهت ساده‌سازی مدل‌های سازه‌ای این پل‌ها و کاهش حجم محاسبات صورت پذیرفته است. در این مقاله، با ارائه روشی ساده، این سازه‌ها به سیستم یک درجه آزادی معادل تبدیل شده، به صورتی که منحنی ظرفیت سازه معادل، با کمترین خطا به منحنی ظرفیت سازه اصلی نزدیک باشد. در این تحقیق، در نرم‌افزار OpenSees ماتریس سختی وجرم سازه پل دارای انحنا محاسبه شده و با استفاده از معادلات تراکم دینامیکی به ماتریس با ابعاد یک در یک تبدیل شده و مشخصات این ماتریس‌ها به یک مدل میله‌ای اختصاص داده شده است. در این مدل، جرم به دست آمده در بالای میله قرار داده شده و میله نیز توسط فنر با سختی معادل بدست آمده به زمین متصل شده است. با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی، منحنی ظرفیت بدست آمده و سپس منحنی دو خطی معادل رسم شده و مقدار نیروی برشی تسلیم به دست آمده است. منحنی ظرفیت مدل میله‌ای یک درجه آزاد با درصد خطای 7 درصد در مقایسه با منحنی ظرفیت پل دارای انحنا در پلان بدست آمد و انطباق قابل قبولی با منحنی ظرفیت سازه اصلی داشته و می‌توان از سیستم میله‌ای به عنوان مدل جایگزین سازه پل دارای انحنا در پلان استفاده نمود. در انتها، تحلیل حساسیت نسبت به افزایش شعاع انحنا و زاویه انحنا پل انجام گردید.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله پل دارای انحنا درپلان،سیستم یک درجه آزاد،تحلیل استاتیکی غیرخطی،معادلات تراکم دینامیکی.
عنوان انگلیسی Proposing an Equivalent Single Degree of Freedom System to Determine the Capacity Curve of Curved Bridges
چکیده انگلیسی مقاله Horizontally curved bridges have been observed to suffer severe structural damage during past earthquakes so determining the seismic performance of curved bridges is crucial due to the complex dynamic behavior of these structures because of their irregular geometry and non uniform mass and stiffness distributions. Analyzing and plotting the capacity curve of these structures can be costly and time-consuming. As a result, many efforts have been made to simplify the structural models of these bridges and reduce the computational workload required for their analysis. This article presents a straightforward method to convert the multi-degree-of-freedom system of these structures into an equivalent single-degree-of-freedom system, ensuring that the capacity curve of the equivalent structure closely matches that of the original structure with minimal error. In this study, the OpenSees program was used to extract the stiffness and mass matrices of a curved bridge structure. These matrices were then condensed into one-by-one matrices for mass and stiffness using dynamic condensation equations. The characteristics of these matrices were applied to a single-degree-of-freedom stick model. In this model, the obtained mass is placed at the top of a stiff rod (stick), which is connected to the ground by a spring (zero-length element) with the equivalent stiffness obtained. A nonlinear static pushover analysis of the bridge structure was performed to obtain the capacity curve. An equivalent bilinear curve was then drawn, and the yield shear force and yield displacement were determined. The nonlinear behavior of the single-degree-of-freedom structure was modeled using the Steel02 material available in the OpenSees library by zero length element utilizing the yield shear force and yield displacement magnitudes of the curved bridge. The capacity curve of the stick model, which has a single degree of freedom, showed an error percentage of 7% compared to the bridge's capacity curve. This indicates acceptable compliance with the capacity curve of the main structure, making the stick model a viable alternative for repeated analysis of the curved bridge structure. This study also included a sensitivity analysis to investigate the effects of increasing the curvature radius and decreasing the curvature angle of the bridge on its capacity and effective mass. Due to the dynamic condensation of the curved bridge structure, the influence of all degrees of freedom was considered in the stiffness and mass matrices, unlike methods that rely solely on the first vibration mode for dynamic condensation. Comparing the capacity curve of each structure with that of an equivalent single-degree-of-freedom system revealed that the structure's capacity increases with a larger curvature radius. In contrast, the lowest capacity was observed in the straight bridge scenario. Additionally, modal analysis of the studied models showed that increasing the bridge's curvature radius leads to a longer structural period, while a decreasing curvature angle has a similar effect. However, the period of the straight bridge was longer than all the other models. Furthermore, as the curvature radius increased, the mass contribution percentage of the first mode in the translational x-direction decreased, whereas the translational mass contribution percentage in the y-direction and the rotational mass contribution around the z-axis increased.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Curved Bridge,SDOF,Nonlinear Static Pushover Analysis,Dynamic Condensation
نویسندگان مقاله زکریا شمس الدین | ZAKARIA SHAMS EDDIN
Tarbiat Modares University
دانشگاه تربیت مدرس

فرهاد دانشجو | Farhad Daneshjoo
Faculty of Civil and Environmental Engineering., Tarbiat Modares Uni., Tehran, Iran
دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

نشانی اینترنتی http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-82275-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات