شیوه های نوین مقاوم سازی پل ها(جداگر و میراگر)

  جداگر ها

جداگر ها به منظور جداسازی سازه از حرکات شدید زمین هنگام زلزله بکار میروند. برخلاف ساختمان که جداسازی آن غالبا از روی فونداسیون انجام میپذیرد ، در پلها این جداسازی مابین روسازه و زیر سازه اعمال میگردد .علت این امر نیروی اینرسی بسیار زیاد قسمت روسازه (که شامل وزن عرشه میشود) و همچنین سهولت اجرای آن میباشد. بطور کلی این جداگرها در پلها به دوصورت الاستومتریک(لاستیکی) و اصطکاکی بکار گرفته می شوند. این جداگر ها به سبب سختی اندک وقتی زیر روسازه تعبیه میگردند موجب افزایش پریود ارتعاش آزاد کل پل گشته و انتظار میرود که این امر باعث کاهش نیروی زلزله وارد به سازه گردد.که معمولا با توجه به طیف پاسخ تغییر مکان این کاهش نیرو با افزایش تییر مکان روسازه پل همراه است

میراگر ها

دراثر اعمال بارهای دینامیکی تغییر مکان حاصله همراه با سرعت و شتاب خواهد بود. جهت مقابله با شتاب وارده نیرویی به عنوان نیروی لختی در اثر جرم آن و جهت مقابله با سرعت نیرویی به نام نیروی میرایی در اثر اصطکاک بین ذرات و لقی اتصالات و غیره به وجود می آید و باعث تلف شدن مقداری انرژی می شود به این  پدیده در اصطلاح میرایی می گویند. با تعبیه میراگر ( دمپر )می توان اثر تخریب دینامیکی  و انتقال جانبی سازه را به حداقل رساند.

افزودن میراگرهای سیال به پایه ها دارای دو اثر می باشد:

- کلیه پایه ها بصورت توزیع شده ای در تحمل بار زلزله سهیم میشوند.

- تغییر مکان نسبی بین عرشه و پایه در میراگر باعث اتلاف انرژی می شود.

عمده جرم سازه ها در تراز عرشه متمرکز شده است و معمولا لازم است که عرشه پلها تحت حملات لرزه ای الاستیک خطی باقی بمانند.جدا کردن عرشه از زیرسازه سبب حفاظت بیشتر عرشه میگردد.

جداکردن عرشه از زیر ساز با استفاده از تکیه گاه های الاستومتری به علت کاهش نیروهای منتقله به زیرسازه در اثر تغییر شکلهای حرارتی عرشه از قدیم مرسوم میباشد.با ایجاد تغییرات اندک در سیستمهای تکیه گاهی و درزهای انبساط میتوان این سیستم را در مورد پل ها بکار گرفت..در این روش ها سیستم ها مکانیکی مختلفی در نشیمن پل و یا در دیافراگم های انتهایی آن جداسازی می گردند که درهنگام وقوع زلزله اقدام به جذب و استهلاک انرژی نماید. استهلاک انرژی در این وسایل عمدتا با استفاده از روش های مختلفی نظیر جاری شدن یک فلز نرم(کار داخلی یا هیستریس) ، اصطکاک مواد بر روی هم ، حرکت یک پیستون درون یک ماده ویسکوز و یا رفتار ویسکو الاستیک در مورادی از جنس شبیه لاستیک می باشد .

کاربرد ژل میکروسیلیس در ساخت بتنهای پردوام

یکی از مشکلات عمده در مورد سازه های بتنی مسئله دوام آنها در مقابل حملات شیمیائی
مانند یون کلر، سولفات و غیره در سواحل دریاها میباشد. حفاظت میلگردها همواره یکی از دغدغه های کارفرمایان پروژه ها بوده است.

امروزه توصیه اکثریت قریب به اتفاق مهندسین مشاور صنعت ساختمان استفاده از دوده سیلیسی(Silica Fume) بهمراه فوق روان کننده (Super Plasticizer) در زمان ساخت بتن میباشد . زیرا آزمایشات علمی نشان داده اند که وجود دوده سیلیس بمیران 7% وزن سیمان در بتن به نحو چشمگیری از نفوذ یون کلر جلوگیری می کند. استفاده از دوده سیلیس بهمراه فوق روان کننده در بتن که بصورت پودر بسیار ریز (کمتر از 1/0 میکرون) با جرم حجمی پائین 0/2Ton/M³ میباشد ، مضراتی از قبیل عدم اختلاط کامل با بتن، مشکلات انبارداری، حمل ونقل، پرت مصرف وهمچنین مشکلات زیست محیطی وخطرات بهداشتی برای پرسنل محیط کار را به همراه دارد. مسائل و مشکلات فوق الذکر و پژوهشهای متعاقب منجر به فرآوری و تولید ژل میکروسیلیس گردیده که اولین باردر ایران توسط شرکت فن آوران بتن ایرانیان(فابیر)  و توسط مخترع این محصول حسین رحیمی درسال 1380 عرضه گردید.

ژل میکروسیلیس درواقع همان سیستم دوده سیلیسی و فوق روان کننده بصورت خمیری شکل و آماده مصرف میباشد که ضمن دارا بودن قابلیت افزایش مقاومتهای شیمیائی و مکانیکی بتن ، مسائل و مشکلات سیستم دو جزئی دوده سیلیسی + فوق روان کننده را هم بطور اساسی حل کرده است.

مقاوم سازی پایه ها با جاکت فولادی

ستونهای کوتاه با مقاومت برشی ناکافی شکست برشی را که اصولا ماهیتی ترد و ناگهانی دارد را تجربه میکنند . شکست برشی به دلیل ماهیت ناگهانی خود که همراه با کاهش سریع مقاومت ستون است بدترین نوع شکست در سازه های بتن آرمه به حساب می آید اما متاسفانه تعداد بسیار زیادی از این نوع شکست در زلزله های اخیر مشاهده شده است .عدم شکل پذیری کافی ستونها در جریان زلزله منجر به شکست خمشی در ستونها میشود.دلایل عدم شکل پذیری مناسب این ستونها عبارت است از: عدم محصور شدگی کافی بتن در نواحی مفصل خمشی ،وجود آرماتورهای طولی با وصله پوششی ناکافی و یا وصله آرماتورهای طولی در محل تشکیل مفصل پلاستیک.

در این روش کل ارتفاع ستون بوسیله یک جاکت فلزی نازک پوشانده میشود . البته وجود یک فاصله آزاد  بین جاکت و پی یا تراز طبقات که معمولا حدود 3 تا 5 سانتیمتر توصیه میشود در دو انتهای ستون الزامی است. وجود این فاصله آزاد باعث جلوگیری از لهیدگی جاکت و همچنین عدم انتقال مفصل پلاستیک از انتهای ستون به پی میشود.برای مقاوم سازی ستون های با مقطع دایره ای مناسب ترین و معقول ترین شکل جاکت دایروی خواهد بود. در مورد ستون های با مقطع مستطیلی یک روش استفاده از جاکت های مستطیلی میباشد اما آزمایشات نشان میدهد که این جاکت ها از شکل پذیری مناسب برخوردار نیستند.

 مشکل اصلی این روش را در محصور کنندگی این نوع جاکت ها در منطقه مفصل خمشی پلاستیک ذکر کرده اند که این عامل باعث میشود تا ستون هایی که با این نوع جاکت ها مقاوم سازی شده اند شکل پذیری مناسب دارا نباشند. هم اکنون در مقاوم سازی پلها در آمریکا و کانادا از جاکت های بیضی شکل برای مقاوم سازی ستون های مستطیلی استفاده میشود . برای مقاطع مستطیلی، غلاف  های بیضوی(دایره ای یا حلقوی) معمولا موثر ترند زیرا فشار دورگیر یکنواختی برای مقاطع اصلی ایجاد میکنند. اصول طراحی ارائه شده برای غلاف های دایروی میتوانند برای غلاف های بیضوی هم با در نظر گرفتن یک شعاع معادل با توجه به قطرهای بیضی اعمال شوند. شعاع داخلی جاکت معمولا 12.5 تا 25 میلیمتر بزرگتر از شعاع مقطع ستون میباشد.یک جاکت نوعا شامل دو مقطع فولادی نیم دایره میباشد که بطور قائم در طول ارتفاع مقطع فولادی جوش میشوند.یک ماده پر کننده سیمانی مثل گروت یا بتن در این فاصله تزریق میشود که رفتار مرکب این دو ماده را تضمین کند..فاصله ای در حدود 50 میلیمتر بین انتهای جاکت و بالای پی قرار داده میشود.این فاصله برای انتفال مفصل پلاستیک به انتهای پایه ، بدون افزایش اساسی سختی جانبی و مقاومت آن ایجاد میشود.اگر این فاصله ایجاد نشود. پی به علت افزیش مقاومت خمشی و برشی در اتصال پی به ستون خیلی آسیب میبیند. بنابراین فاصله مذکور از انتقال مفصل پلاستیک از انتهای پایه به سمت پی جلوگیری میکند.

علل خرابی پل های بزرگ در اثر زلزله

  1-گسیختگی گسل در زیر پل یا در مجاورت آن برای سازه فاجعه آمیز بوده و معمولا منجر به فروریزی دهانه ها (مخصوصا وقتی که جابجایی زمین بزرگ است) میشود.زمین لرزه های نزدیک گسل قوی بوده و به شدت به سازه های قدیمی تر که طبق آیین نامه های مدرن طراحی نشده اند ، آسیب میزند.اما از آنجائیکه گسل ها با قدرت های مختلف وجود دارند ، گاهی مواقع ممکن است ناچار به ساختن پل در محل گسل شد . تحت یک چنین شرایطی بایستی الویتی در طراحی و ساخت پل در نظر گرفته و مسیرهای جایگزین را در آینده طراحی کرد.ممکن است برای تسهیل در ترمیم فوری پل ، دهانه های کوتاهتر مورد استفاده قرار گیرند زیرا پلها با دهانه های بزرگتر در نزدیکی گسل آسیب پذیرترند .

2- کلید های برشی ، وسایل مانع از جداکنندگی ، عرض نشیمن کافی و نشیمن مناسب بایستی برای محافظت پل از ضربات ناخواسته فراهم شوند . خرابی زمین ، دهانه های خمیده ، روانگرایی و... ممکن است باعث حرکات اضافی در سازه شوند که این وسایل  تجهیزات عالی برای جلوگیری از خرابیهای بیشتر می باشند.

3-طراحی کلید های برشی و نشیمن لازم است که با ظرفیت طراحی پایه سازگار باشد.از آنجائیکه ترمیم آسیب شالوده بسیار مشکل است ، برای اجتناب از وارد آمده آسیب در پایه یا شالوده ، کلید های برشی نبایستی قویتر از پایه پل طرحی شوند. زیاد بودن مقاومت کلید های برشی باعث میشود که موقعیکه روسازه در جهت عرضی حرکت  کرده و با کلید های برشی برخورد میکند ، نیروها را به ستون پل انتقال داده و منجر به آسیب های جدی به زیر سازه در این امتداد شوند.

4-عرض نشیمن زیاد برای وفق دادن با جابجایی زیاد غیر قابل انتظار ناشی از خرابی زمین یا لرزه های شدید ، راه حل مناسبی است . این کار مخصوصا در پل های با هندسه نامنظم یا خمیده بسیار مفید خواهد بود

5-بایستی از خرابی برشی در پایه ها جلوگیری کرد برای این کار از دورپیچ و خاموت کافی برای اطمینا از انعطاف پذیزی در پایه های بتن مسلح استفاده شود و قطع آرماتور نباید در میانه ارتفاع پایه ها صورت گیرد.

6-در محل هایی که پتانسیل ناشی از گسترش جانبی به همراه روانگرایی بیشتر است ، اثر آن را باید در طراحی منظور کرد

مفهوم پیش تنیدگی

کار برد پیش تنیدگی به 440 سال قبل از میلاد بر می گردد زمانی که یو نانی ها کشش و تنشهای خمشی در بدنه کشتی های جنگی خود را با پیش تنیدگی ساختار بدنه به وسیله طناب های کشیده شده کاهش می دادند.

کار برد پیش تنیدگی به 440 سال قبل از میلاد بر می گردد زمانی که یو نانی ها کشش و تنشهای خمشی در بدنه کشتی های جنگی خود را با پیش تنیدگی ساختار بدنه به وسیله طناب های کشیده شده کاهش می دادند. یک مثال دیگری که نشان گر سادگی پیش تنیدگی می باشد بشکه های چوبی قدیمی است که کشش ایجاد شده در حلقه های فلزی بطور موثری قطعات چوبی را به یکدیگر می فشارد تا مقاومت و پایداری آنرا افزایش دهد.

مرمت و مقاوم سازی ساختمانها

در عملیات مرمت و مقاوم سازی ساختمانهای با مصالح بنایی، آجری و سنگی، از روشهای متعددی استفاده می شود ساختمانهای بنایی از جمله سیستمهای دیواری جمال بوده وخسارات لرزه ای یکی از طریق زیر به آنها وارد می شود :

الف ) عدم استحکام و طبیعت کافی ودیافراگم های سقف و کف

ب) عدم وجود شناژعل و کمربند ها یا نیروی کششی بتنی مسلح

ج ) عدم وجود تیرهای کشش بین دیوارهای خارجی  سیستم های سقف و کف که دراین صورت دیوار تحت زاویه 90 درجه نسبت به صفحه اش فرو می ریزد همچنین عدم استحکام کافی وناپایداری دیوار، در مورد سازه های با مصالح سنگی ممکن است به خاطر عدم اتصال کافی درتقاطع دیوارها، ناپایداری به وجود آید.

اقدامات اضطراری ممکن است شامل آماده نمودن تکیه گاههای تا غرو هماریهای دیواری عرضی جهت جلوگیری از ریزش دیواری لازم باشد تکیه گاههای موقتی ممکن است برای بالکن ها یا کتیبه هایی که به دیوار آسیب دیده متصل شده باشند در محلی که دیوار ما لا بنده شده وبه عنوان موازنه عمل می کند مورد نیاز باشند.

انتخاب مصالح

انتخاب مصالح
تولید بتن با مقاومت بالا که بطور ثابت کارایی و افزایش مقاومت را ارائه بدهد ، نیاز به دقت بیشتری در انتخاب مصالح نسبت به بتن معمولی دارد و برای رسیدن به بتن با مقاومت بالا باید از مصالح با کیفیت بالا استفاده نمود .
سیمان مصرفی
انتخاب نوع سیمان پر تلند برای ساخت بتن با مقاومت بالا بسیار حائز اهمیت است. فقط در مواردی که مقاومت اولیه بالایی مورد نیاز باشد (مثل بتن پیش تنیده وپیش ساخته) از سیمان نوع 3 که زودگیر است استفاده می شود. در شرایط عادی ودر این تحقیق از سیمان پر تلند نوع 1 استفاده گردیده است.

بررسی رفتار الیاف و تاثیر آن در کنترل ترک هاى بتن

 بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سیمان تشکیل شده است که در آن شن و ماسه توسط سیمان به یکدیگر چسبانده می شوند.این ماده ساختمانی داراى مزایا و معایبی است که کاربرد ان را در مواردى لازم ومفید و در موارد دیگر غیر ممکن یا مضر می سازد. از جمله معایب بتن:مقاومت کششی بسیار ناچیز آن می باشد که این رفتار ترد و شکننده موجب شکست ناگهانی و فروریختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. مشکل ترد بودن بتن را مى توان با مسلح کردن آن توسط آرماتور هاى فولادى در جهت نیروهای کششى برطرف نمود. اما در موارد متعددی جهت این نیرو های کششی به طور دقیق معلوم نمی باشد.از طرفى در بتن تازه به دلیل جمع شدگی ابعاد بتن تغییرپیدا کرده و ترک هایی به وجود می آیند که نتایج این ترک ها در بتن سبب افزایش نفوذپذیرى، از بین رفتن سطح بتن، خوردگی آرماتورها و کاهش خواص مکانیکی می باشد.

بتن سبک پرمقاومت و بتن هدفمند

معرفی انواع بتن سبک و کاربرد آن در صنعت ساختمان و همچنین بتن هوشمند ویژه شرکت کنندگان در مسابقات بتن.

 برای دریافت فایل حاوی این مطلب بر روی اینجا کلیک نمایید...

برنامه ای برای رسم قوس های سه مرکزی و سرپانتین

این برنامه  با استفاده از اطلاعات ورودی ضمن محاسبه مشخصات قوس های افقی سه مرکزی یا سرپانتین امکان رسم قوس را به صورت اتوماتیک در قالب فایل اتوکد به شما می دهد.

از جناب مهندس خدادادی که این برنامه را نوشته و در اختیار ما قرار داده اند تشکر می کنیم.

www.pon.ir

دانلود برنامه رسم قوس سرپانتین

دانلود برنامه رسم قوس سه مرکزی

همچنین نمونه پروژه راهسازی برای دانلود قرار داده شده است. برای دریافت آن بر روی اینجا کلیک نمایید...