|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۸، شماره ۴، صفحات ۰-۰
|
|
|
| عنوان فارسی |
مطالعه تحلیلی ارتعاش عرشه‌های پلهای فولای-FRP تحت جرم متحرک |
|
| چکیده فارسی مقاله |
نظر به اهمیت کلیدی پلها در شریان‌های حیاتی سیستم حمل‌ونقل و با توجه به هزینه بالای ساخت آن‌ها، نیاز به مطالعه و بررسی این سازه‌ها و به‌روزرسانی آن‌ها همواره احساس می‌شود. امروزه کامپوزیت‌های FRP با توجه به خواص ویژه‌ای که دارند، می‌توانند گزینه مناسبی برای عرشه پلها باشند. در این مطالعه اثر مربوط به حرکت جرم متحرک بر پاسخ دینامیکی پلهای فولادی- FRP و فولادی-بتنی موردبررسی قرارگرفته است. اینرسی ایجاد شده در جرم متحرک و همچنین جرم واحد طول عرشه، اثرات قابل‌توجهی بر پاسخ‌های دینامیکی دارند. در ابتدا روش MLB برای مدلسازی خواص تیرهای FRP و مساله جرم متحرک با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی شده‌اند. در ادامه حل مسئله جرم متحرک برای پلهای فولادی- FRP و فولادی - بتنی صورت پذیرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر این امر هستند که میزان جرم عرشه و سختی آن تاثیر قابل ملاحظه بر پاسخ تحت اثر عبور جرم متحرک دارد. سرعت بحرانی موثر (CIS) و ضریب تشدید دینامیکی (DAF) محاسبه شده در موارد مختلف بیانگر تاثیرپذیری به مراتب پایینتر پلهای فولادی-FRP از عبور جرم متحرک هستند. تاثیر کمتر پل نسبت به عبور بار متحرک باعث دامنه نوسانی پایینتر و درنتیجه عمر خستگی بالاتر مجموعه پل خواهد شد. این رو پلهای فولادی-FRP گزینه مناسبی در سیستمهای حمل و نقل معمولی و سرعت بسیار بالا هستند. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
|
|
| عنوان انگلیسی |
Analytical study of steel-FRP bridges vibration subjected to moving mass |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Given the key importance of the bridges in transportation system lifelines and due to their high initial cost, there is a constant need for the study and monitoring of such structures. The FRP composites, due to their special characteristics including high specific modulus, high specific strength, corrosion resistance, low mass density, and modular construction, can be a good alternative for common bridge deck systems. Too much effort is devoted to implement FRP materials as a whole or in part in bridge construction. There have been several different methods of using FRP materials in bridges, including FRP stay-in-place forms for concrete decks and whole FRP bridge decks. Bridges constantly bear moving mass loads while due to technological progress the moving speeds are approaching higher and higher thresholds, so in this study, effects of moving mass on the dynamic response of steel-FRP and steel-concrete bridges are studied and compared. The deck and moving mass inertia substantially affect the dynamic response of the bridge system. To compare the effect of moving mass on both bridge types, at first, the multi layered beam method (MLB) for determining the FRP beam characteristics is reviewed and its applicability on determining the mechanical properties of laminated beams is investigated through comparison of this method results with numerical and experimental data. It is shown that by using the MLB method very good estimates of the mechanical properties of FRP composite can be achieved. Consequently, the problem of moving mass and its governing differential equations is reviewed and the numerical procedure for solving the set of governing PDEs of the moving mass problem is verified against experimental data. Comparing the theoretical results with the experimental data reveals that the presented methodology correctly estimates the dynamic response of beams subjected to moving masses. After setting up the theoretical framework for the moving mass problem on steel-FRP bridges, the effect of moving mass loading on the dynamic response of steel-FRP and steel-concrete bridge systems is investigated. The results indicate that the mass per length and the stiffness of the deck significantly affect the response of the bridge subjected to moving mass. These effects are captured through two different main parameters which characterize the dynamic behavior of beams subjected to moving masses. The first parameter is the Critical Influential Speed (CIS) at which the maximum deflection of deck at certain location happens. The calculated CIS through the aforementioned methodology indicate that the CIS for steel-FRP system is significantly higher than steel-concrete system. The second important parameter which is determined is the Dynamic Amplification Factor (DAF) which is defined as the ratio of maximum dynamics deflection at the midspan of the beam to its static value. The corresponding results of the DAF indicate that the steel-FRP bridges are less influenced by the moving masses than steel-concrete bridges of the same stiffness. It is shown that the values of DAF are lower in the case of steel-FRP bridge. It can be concluded that this will result in lower vibration amplitudes, which will contribute to higher fatigue life of the bridge system. Regarding these results, this system can be advised in the cases of high and ordinary speed transportation. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
|
|
| نویسندگان مقاله |
حامد خضرزاده |
دانشگاه تربیت مدرس
حامد جعفری | Hamed Jafari
Faculty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares Uniersity
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://journals.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-16-12317-1&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 |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|