تاثیر الگوهای بارگذاری مختلف در تحلیل بار افزون بر پاسخ غیرخطی پل‌های بتنی دارای پایه‌های با ارتفاع مختلف

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

آنالیز پوش آور یک روند استاتیکی غیرخطی است، که در آن شدت بار جانبی که عمدتاً توسط الگوی بار توزیعی از قبل تعریف شده، که نماینده نیروهای اینرسی در یک زلزله خاص بوده تا زمانیکه به جابجایی هدف یا انهدام برسد بصورت یکنواخت افزایش یابنده تعریف شده است. در این آنالیز شدت کلی نیرو تغییر کرده اما الگوی بار تا انتهای آنالیز همان باقی می ماند، بنابراین نتایج آنالیز پوش آور به شدت به الگوی بار اعمالی حساس است. در آنالیز پوش آور سنتی، توزیع یکنواخت، پاسخ تنها تحت تاثیر مود اول با فرض عدم تغییر آن لحاظ می گردد، در صورتی که توزیع نیروی ثابت نمی تواند در حالت توزیع نیروهای داخلی به سبب تسلیم سازه و تغییرات مرتبط با ویژگیهای ارتعاشی، شامل افزایش مشارکت مودهای بالاتر در پاسخ سازه تخمین درستی به دست دهد. بنابراین، برای توسعه و لحاظ کردن اثر مودهای بالاتر سه نمونه الگوی بار جدید در تحلیل پل بتنی با عرشه مستقیم پیوسته و پایه های با ارتفاع مختلف پیشنهاد شده است. الگو بارهای جانبی توزیع یکنواخت بر اساس آیین نامه FEMA-273، روش آپر باند، ترکیب طیفی مودال، و روش دوم ترکیبات مودال الگوهای مورد استفاده در اینجا بوده است. بر مبنای نتایج این تحقیق، در پل های کوتاه روش ترکیبات مودال، و در پل های بلند روش ترکیب طیفی مودال نزدیکترین برآورد پارامترهای پاسخ را در بین روشهای دیگر ایجاد کرده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Influence of different pushover loading patterns on nonlinear response of concrete bridges with piers of unequal height

نویسندگان [English]

  • Gezel Galdiani
  • Hamidreza Tavakoli
  • Alireza Mirza Gholtabar
Civil Engineering- Babol Noshirvani University of Tevhnology
چکیده [English]

Pushover is a non-linear static process, where a lateral load defined by a different load pattern than before, which represents the inertial forces in a particular earthquake, is defined as increasing uniformly until it reaches the target displacement or destruction. In this analysis, the overall force intensity has changed, but the load pattern remains the same until the end of the analysis, so the results of the Pushover analysis are highly sensitive to the applied load pattern. In the traditional Pushover analysis, uniform distribution, the response is only considered under the influence of the first mode assuming that it does not change, if the constant force distribution cannot be used in the distribution of internal forces due to the yielding of the structure and the changes related to the vibration characteristics, including the increase the participation of higher modes in the response of the structure gives a correct estimate. Therefore, in order to develop and include the effect of higher modes, three new load pattern examples are proposed in the analysis of concrete bridge with continuous straight deck and piers of different height. The pattern of uniformly distributed lateral loads based on the FEMA-273 regulation, the upper band method, the modal spectral composition, and the second method of modal composition of the patterns used here. Based on the results of this research, in short bridges, the modal combination method, and in long bridges, the spectral modal combination method have created the closest estimation of the response parameters among other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pushover analysis
  • uniform distribution
  • modal spectrum combination
  • modal combinations

Aviram A, Mackie KR, Stojadinnvic B, “Guidelines for nonlinear analysis of bridge structures in California”, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 2008.

Bhandari M, Bharti SD, Shrimali MK, Datta TK, “Assessment of proposed lateral load patterns in pushover analysis for base-isolated frames”, Engineering Structures, 2018, 175, 531-548. doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.08.080

Chapter4, “Seismic design and retrofit”, 2012, WSDOT Bridge Design Manual.

Chiorean CG, “Application of pushover analysis on reinforced concrete bridge model”, 4th European Workshop on the Seismic Behavior of Irregular and Complex Structures, Thessaloniki, Greece, 2003.

CSI Analysis Reference Manual for CsiBridge, University of Berkeley, California, USA, 2010.

Jara JM, Raya G, Olmos BA, Martinez G, “Applicability of equivalent linearization methods to irregular isolated bridges”, Engineering Structures, 2017, 141, 495-511.

        doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.03.052

Kalkan, E, Kunnath SK, “Lateral load distribution in nonlinear static procedures for seismic design”, Journal of Structures, 2005.

      doi.org/10.1061/40700(2004)77

Liu Y, Kuang J, Shang, Y, Terry YP, “Modal‐based ground motion selection procedure for nonlinear response time history analysis of high‐rise buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2020, 49 (1), 95-110. doi.org/10.1002/eqe.3232

Mander JB, Preiestly MJN, Park R, “Theoretical stress-strain model for confined concrete”, Journal of Structural Engineering, 1988, 114 (8), 1804-1825. doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)

Maroney BH, Chai YH “Bridge abutment stiffness and strength under earthquake loadings”, Proceedings, 2nd International Workshop on the Seismic Design of Bridges, Queenstown, New Zealand, 1994.

Pinho R, Casarotti C, Antoniou S, “A comparison of single-run pushover analysis techniques for seismic assessment of bridges”, Engineering Structures, 2007, 30, 1335-1345.

      doi.org/10.1002/eqe.684

Pinho R, Casarotti C, Monteiro R, “An adaptive capacity spectrum method and other nonlinear static procedures applied to the seismic assessment of bridges”, 1st US-Italy Seismic Bridge Workshop, the European Center for Training and Research in Earthquake Engineering (EUCENTRE), Pavia, Italy, 2007.

Priestley MJN, Seible F, Calvi CM, “Seismic design and retrofit of bridges”, A Wiley-Interscience Publication, Canada, 1996, 163-168.

Restrepo JCO, “Displacement-based design of continuous concrete bridges under transverse seismic excitation”, Master of Science, European School for Advanced Studies in Reduction of Seismic Risk, Italy, 2007.

doi.org/10.1080/15732479.2013.802813

Rofooei FR, Mirjalili MR, Attari KA, “Modal spectra combination method for pushover analysis of special steel moment resisting frames”, International Journal of Civil Engineering, 2012, 10, (4), 245-252. doi.org/10.1002/tal.1378

Symans MD, Shattarat NK, McLean DI, Cofer WF, “Evaluation of displacement-based methods and computer software for seismic analysis of highway bridges”, Washington State Transportation Center (TRAC), Department of Civil and Environmental Engineering, Pullman, 2003.

Thakkar SK, “Indian seismic codes on bridges: challenges and issues for development”,‏ ISET Journal of Earthquake Technology, 2020, Paper No. 554, 57 (2), 79-85.

Ahmadi H, Lotfollahi-Yaghin MA, Shao YB, “Chord-side SCF distribution of central brace in internally ring-stiffened tubular KT-joints: A geometrically parametric study”, Thin-Walled Structures, 2013, 70 (3), 93-105. doi.org/10.1016/j.tws.2013.04.011