محاسبه فاصله ایمن درز انقطاع در سازه‌های با مشخصات متفاوت با استفاده از هوش مصنوعی

ابراهیمی, یعقوب; مرتضایی, علیرضا; همتی, علی; نیکخواه شهمیرزادی, محمود

doi:10.22075/jtie.2020.21052.1469

محاسبه فاصله ایمن درز انقطاع در سازه‌های با مشخصات متفاوت با استفاده از هوش مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکترای سازه، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

² دانشیار، مرکز تحقیقات ژئوتکنیک لرزه‌ای و بتن توانمند، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

³ استادیار، مرکز تحقیقات ژئوتکنیک لرزه‌ای و بتن توانمند، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

10.22075/jtie.2020.21052.1469

چکیده

از آنجائیکه پل ها از اهمیت بسزایی در طراحی محورهای عبور و مرور شهری برخوردار بوده و کمک شایانی به روند ترافیک خودرویی می کند، این المان سازه ای، به سبب عبور و مرور وسائل نقلیه دارای بارگذاری متحرک بوده و خطوط تاثیر در حالت های مختلف در طراحی حالت بهینه استاتیکی نقش تعیین کننده ای دارد. پل ها به سبب تغییرات جوی و ماهیت فیزیکی مصالح ساخت پل، انبساط و انقباض حاصل از تغییرات دما و همینطور بارهای متحرک بر روی خود از درزهای انقطاعی بهره می برند.. اثر ضربه پل ها در حین زلزله و تاثیرات مخرب آن، محققین را بر آن داشت تا در این زمینه به تحقیق و بررسی بپردازند. از آنجائی که دهانه پل ها به صورت منفرد و عموما یک تیر گیردار طراحی و اجرا می گردند، در هنگام بارهای لرزه ای، هر کدام از دهانه و عرشه پل ها رفتار متفاوتی از خود بروز داده و تغییرمکان های جانبی آن ها بر اساس جنس سازه، همچنین مود ارتعاشی هر یک از آن ها بوجود می آید. این تفاوت رفتاری سبب می شود که پل ها با یکدیگر برخورد کرده و آسیب هایی به عرشه و بدنه آن ها وارد آید. بنابراین، نیاز جدی به ایجاد یک فاصله ایمن بین دو عرشه همسان یا غیرهمسان محسوس بوده تا در حین تحرکات لرزه ای، اثر ضربه بین دو عرشه محدود شده و تا حد امکان تنزل یابد. به این منظور، هر پل به صورت یک سازه یک درجه آزادی مدل شده و جرم پل و سختی آن، بصورت یک سیستم دینامیکی در نظر گرفته می شود. با استفاده از زمان تناوب دو پل کنار هم و زلزله مورد تقاضا، فاصله ایمن به جهت جلوگیری از برخورد دو دهانه پل پیشنهاد می گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

DETERMINATION OF CRITICAL DISTANCE IN BRIDGE WITH DIFFERENET PROPERTIES USING NEURAL NETWORK

نویسندگان [English]

Yaghub Ebrahimi ¹
Alireza Mortezaei ²
Ali Hemmati ³
Mahmoud Nikkhah Shahmirzadi ³

¹ Islamic Azad University

² Civil Eng. Dep., Eng. Faculty

³ Islamic Azad University

چکیده [English]

Undoubtedly, bridges have substantially effect in metropolitan areas and are usually built to connect between two roads in order to decrease traffic. Pounding, is one of the important parameters to design different bridges Pounding, is one of the important parameters to design different bridges as this structures should be controlled during seismic excitation to provide safety conditions in order to organize and support unpredictable situations. During very strong earthquake, bridges may experience large horizontal relative displacement, which may lead to pounding if sufficient gap size is not considered between adjacent slabs of bridge. Insufficient separation distance is naturally caused to collide between two slabs and, subsequently, stiffness of bridge is decreased and finally, collapse is occurred. In order to determine critical distance between two slabs, a mathematical program is used based on neural network to coordinate the result of analyses in order to calculate sufficient separation distance for avoiding collisions during earthquake.

کلیدواژه‌ها [English]

Pounding
Earthquake motion
separation distance

مراجع

مرتضایی، ع. 1394. “اثر محتوای فرکانسی زمین‌لرزه‌های نزدیک گسل بر عملکرد لرزه‌ای پایه پلهای بتن‌ آرمه”. مجله مهندسی زیرساخت‌های حمل و نقل، 1(3): 93- 109.

Anagnostopouls, S. A. 1986. “Pounding of building in series during earthquakes”. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 16(3): 443-456.

Chopra, A. 1995. “Dynamic of structures, theory and applications to earthquake engineering”. University of California at Berkeley.

Filiatrault, A. and Wagner, P. 1995. “Analytical prediction of experimental building pounding”. J. Earthq. Eng. Struct. Dyn., 24: 1131-1154.

(1) Ghasemi, H., Otsuka, H., James, D. and Nakajima, H. 1996. “Aftermath of the Kobe earthquake”. Federal Highway Administration Research and Technology, 60(2).

(2) https://20civil.ir/

Jankowski, R. 2005. “Non-linear viscoelastic modeling of earthquake-induced structural pounding”. Earthq. Eng. Struct. Dyn., 34: 595-611.

Jeng, V. and Tzeng, W. L. 2000. “Assessment of seismic pounding hazard for Taipei City”. Eng. Struct. 22(5): 459-471.

Kasai, K. and Maison, B. F. 1996. “Building pounding damage during the 1989 Loma Prieta earthquake”. Eng. Struct., 19(3): 195-207.

Khatami, S. M., Naderpour, H., Barros, R. C., Jakubczyk-Gałczyńska, A. and Jankowski, R. 2019. “Effective formula for impact damping ratio for simulation of earthquake-induced structural pounding”. Geosci., 9: 347.

Komodromos, P. and Polycarpou, P. 2010. “On the numerical simulation of impact for the investigation of earthquake-induced pounding of building”. Tenth International Conference on Computational Structures Technology, Civil-Comp Press, Stirlingshire, Scotland.

Loghmani, A., Mortezaei, A. and Hemmati, A. 2020. “A new equation based on PGA to provide sufficient separation distance between two irregular buildings in plan”. Earthq. Struct., 18(5): 543-553. DOI: 10.12989/eas.2020.18.5.543.

Lopez-Garcia, D. and Soong, T. T. 2009. “Evaluation of current criteria in predicting the separation necessary to prevent seismic pounding between nonlinear hysteretic structural systems”. Eng. Struct., 31(5): 1217-1229.

Naderpour, H., Barros, R. C. and Khatami, S. M. 2016. “Suggestion of an equation of motion to calculate the damping ratio during earthquake based on a cyclic procedure”. J. Theor. Appl. Mech., 54(3): 963-973. DOI: 10.15632/jtam-pl.54.3.963

Penzien, J. 1997. “Evaluation of building separation distance required to prevent pounding during strong earthquakes”. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 26(8): 849-858.

Ye, K. and Zhu, H. 2008. “A note on the Hertz contact model with nonlinear damping for pounding simulation”. Earthq. Eng. Struct. Dyn., 38 (9):1135-1142.