بررسی تأثیرمدل نیازاحتمالاتی پس‌لرزه در شکنندگی فروریزش پل‌های آسیب دیدۀ چند‌دهانه ساده با شاهتیرهای بتنی تحت اثر پس‌لرزه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه سمنان

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

10.22065/jsce.2020.236885.2175

چکیده

با توجه به احتمال وقوع زلزله‌های بعدی پس از یک زلزلۀ بزرگ، آگاهی از وضعیت سازه‌های آسیب دیده از زلزلۀ اصلی، ضروری است. لزوم اطمینان از وضعیت عملکردی پل‌های بزرگراهی به عنوان حیاتی‌ترین عنصر شبکه حمل و نقل پس از وقوع لرزۀ اصلی بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر روش‌هایی مانند بازرسی میدانی پس از زلزله و تعیین میزان خرابی اجزای پل به منظور تصمیم‌گیری در مورد اولویت مقاوم سازی و تعمیر اعضاء، کاهش حجم ترافیک و یا بستن پل، لازم است تا از معیارهایی علمی و غیر‌وابسته به نظر شخصی برای تعیین عملکرد و میزان آسیب وارده بر اجزای مختلف پل با لحاظ نمودن خطر وقوع پس لرزه و احتمال خرابی‌های بیشتر استفاده نمود. در این تحقیق شکنندگیِ پس از زلزلۀ پل‌های بزرگراهی چند دهانه سادۀ شاهتیر بتنی تحت اثر پس لرزه‌های احتمالی با استفاده از دو مدل نیاز پس لرزۀ احتمالاتی تعیین و با یکدیگر مقایسه می شوند. بدین منظور، با استفاده از مدلسازی تحلیلی سه بعدی با در نظر گرفتن جزئیات دقیق مدلسازی اجزای آسیب پذیر پل و نیز لحاظ نمودن منابع مختلف عدم قطعیت، توابع شکنندگیِ پس‌لرزه در سطح اجزاء و سیستمِ پلِ آسیب دیده با توجه حالت خرابی سازه پس از لرزۀ اصلی به دست آمده‌اند. توابع شکنندگیِ پس لرزۀ حاصل از دو مدل نیاز احتمالاتی به کار رفته در این تحقیق، اختلاف کمی با یکدیگر نشان دادند. مطابق با نتایج به دست آمده و با توجه به خطر وقوع پس لرزه، در وضعیت خرابی کم پس از زلزلۀ اصلی نشیمن‌ها آسیب‌پذیرترین اعضاء بوده اند; در حالیکه در حالت خرابی متوسط و شدید پس از لرزۀ اصلی ستون‌ها شکننده ترین عضو بوده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of the probabilistic aftershock demand model on the collapse fragility of the mainshock-damaged multi-span simply supported concrete girder bridges due to aftershocks

نویسندگان [English]

  • Parshan Sedaghati 1
  • Mohsen Gerami 2
  • Hossein Naderpour 1
1 semnan university
2 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Bridges are strategic structures and any failure of them due to earthquakes can affect the transportation network causing substantial economic losses and life safety threats. Considering the likelihood of occurrence of aftershocks following a major earthquake, there is a need to specify the operational state of a mainshock-damaged bridge in order to guarantee that it has the ability to resist aftershocks against collapse.
In this paper, component and system-wide aftershock fragility functions of the multi-span simply supported concrete girder bridges are determined. For this purpose, two different probabilistic aftershock demand models proposed by Mackie & Stojadinović (2004) and Jeon et al. (2015) have been utilized and the resulting fragility functions for different post-mainshock damage states of the mainshock-damaged bridge are produced by performing back-to-back nonlinear dynamic analyses on the 3D finite-element analytical bridge models. The generated bridge system median fragilities in slight, moderate, and extensive post-mainshock states have shown a small difference, although, the aftershock demand model presented by Jeon et al. (2015) resulted in more conservative median values. Since, the correlation between the mainshock and aftershock, as well as the aftershock intensity measure are taken into account in the demand model proposed by Mackie & Stojadinović (2004), and considering the negligible difference between the resulting fragilities, the fragility functions generated using the model presented by Mackie & Stojadinović (2004) led to more precise results.
It was found that bearings are the most vulnerable components when the damaged bridge is in the slight damage state after the mainshock with due consideration of the potential aftershocks. Moreover, in the moderate and extensive post-mainshock damage states, columns have been proved to be the most fragile components. These findings can be useful for critical decision making regarding the retrofit, repair, and inspection prioritization in the aftermath of an earthquake.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete bridges
  • Fragility function
  • Aftershocks
  • Collapse fragility
  • Probabilistic aftershock demand model
  • Performance based Earthquake Engineering

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 26 فروردین 1401
  • تاریخ دریافت: 11 تیر 1399
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1399
  • تاریخ پذیرش: 09 مهر 1399