التحليل الديناميكي والثابت لبلاطة سطح الجسر باستخدام طريقة الشبكات

الباحث

زينة حسن عبد

المشرف

عمار عباس علي - سعد نوري صادق

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Bridge deck slab;Grillage method;Dynamic analysis;Static analysis

لقد تم اجراء التحليل الستاتيكي على كل انواع الجسور بطريقة المشبكات من قبل كثير من الباحثين، والتحليل الديناميكي من قبل اخرين. أن البحث الحالي هو مساهمة صغيرة وممكن اعتبارها خطوة الشروع في هذا المجال. تم تطوير بحث نظري يتعلق بالتحليل الديناميكي للجسور باستخدام طريقة المشبكات. لقد تم تحليل مثالين للمطابقة ستاتيكيا بطريقة المشبكات المعدلة MGA وتم تحليل ثلاثة أمثلة أخرى ديناميكيا بطريقة المشبكات . في الطريقة الحالية، من المفترض أن تتركز صلابة الانحناء صلابة اللي في كل منطقة من البلاطة في أقرب عتبة شبكية مكافئة. تتركز الصلابة المستعرضة للعتبات في الحزم المستعرضة: بينما تتركز الصلابة الطولية للعتبات في الحزم الطولية. الميزة الاهم في الطريقة الحالية هو التعامل مع البنية العلوية للجسر ككل بضمنها العوارض الطولية والعتبات الجانبية. سقف سطح الجسر مع العتبات سيتم تحويله الى لوحة تقويمية لها خصائص مختلفة في كل اتجاه. سيتم اخذ تأثير نسبة بواسون بالاعتبار بأضافة عتبات قطرية الى خلية الشبكة. كماتم مقارنة نتائج التحليل النظري مع النتائج المختبرية العملية،بأستخدام برنامج STAAD Pro V8i. وانتجت نسب خطا مقبولة لا تزيد عن 9١١ في التحليل الديناميكي بطريقة الشبكات. في حين ان طريقة الشبكات المعدلة انتجت قيم نتائج متقاربة جدا للقيم المختبرية في التحليل الستاتيكي. وبعد ان حققت عملية المطابقة نتائج Gage تم تنفيذ دراستين حدوديتين لجسرين بتغيير العوامل التي من المفترض انها تؤثر على التحليل الديناميكي باستخدام MGA العوامل التي تم اختبارها في الدراسة الحدودية هي ثلاث انواع مساند ( اسناد بسيطء مفصل - ثابت ، ثابت - ثابت ( يؤدي المزيد من الاسناد إلى زيادة التردد الطبيعي لأن اسناد الثابت ينتج أعلى قيم للترددات الطبيعية ؛ ثلاثة قياسات للشبكة ( ناعمة ، متوسطة؛ (ALES ثلاث قيم لمقاومة الانضغاط 77,9 50 و75 (MPa ثلاث انواع من الخرسانة اعتمادا على كثافة الخرسانة ( خرسانة اعتيادي, خرسانة خفيفة الوزن ، خرسانة ثقيلة الوزن) وو ثلاث قيم لسمك السقف ٠.٠١ hee) ٠٠ للم ). مقاومة الانضغاط وسمك السقف لها تناسب طردي مع قيم التذبذب الطبيعي و تناسب عكسي بين كثافة الخرسانة و التذبذب الطبيعي . ضمن حدود هذه الدراسة من الممكن تأكيد امكانية طريقة الشبكات في الحمصول على نتائج موثوقة عند استخدامها في التحليل الديناميكي و قابلية طريقة الشبكات المعدلة في الحصول على نتائج دقيقة في التحليل الستاتيكي. استخدام طريقة الشبكات المعدلة في التحليل الديناميكي بأمكانها التقاط اوضاع الاهتزاز الدنيا بشكل جيد جدا. على العكس من اوضاع الاهتزاز العليا التي انتجت شكوك او عدم اليقين في اثبات هذه القابلية ضمن هذه الحدود. بالنسبة الى قياس الشبكة فقد وجد ان اختيار القياس المناسب موضوع مهم عند التعامل مع MGA في التحليل الديناميكي ، Gus ان هناك احتمالية تبديل نوع JSS وضع الاهتزاز. اخيراء وحيث ان هناك شحة في المعلومات في استخدام طريقة الشبكات المعدلة في التحليل الديناميكي فقد تم اقتراح بعض التطويرات المستقبلية لغرض توسيع وتطوير هذا العمل خاصة التجارب العملية والمقارنة بين قيم الطريقتين.

The application of static analysis on bridges by grillage methods has been conducted on most types of bridges by many researchers. In contrast, the dynamic analysis of bridges using the grillage method was scarcely attempted by anyone else. The present research is a contribution, and it can be considered the first step in this field. Theoretical investigations were developed concerning the dynamic analysis of bridges using the grillage analogy. Two verification examples of bridges were statically analyzed by Modified Grillage (MGA), and three other examples were dynamically analyzed by grillage analysis. In the present method, the bending and torsion stiffness should be concentrated on the closest equivalent grillage beam in every part of the slab. The transverse beams hold the majority of the slab's transverse stiffness. While the longitudinal beams are the primary focus of the slab stiffness, the most important feature of the present method is that it deals with the whole bridge superstructure, including the longitudinal girders and lateral stringer beams. The deck slab of the bridge with beams will be converted to an orthotropic plate with different properties along the two axes. The Poisson’s ratio effect will be taken into account by adding diagonal beams to grillage cells. The results from the theoretical analysis were compared with the experimental, making use of STAAD.Pro V8i (SELECTseries 6) 2015 program and produced an acceptable error ratio of not exceeding 11% for the grillage method in dynamic analysis. whereas the modified grillage method resulted in very close values to the experimental values in static analysis. After the verification process achieved good results, two bridge parametric studies were performed by varying the factors that are assumed to affect the dynamic analysis using GMA. The factors that have been examined in parametric studies were: three different types of supports (pin-roller, pinned- fixed, and fixed-fixed supports); three sizes of meshes (fine, moderate, and coarse meshes), more restraint raises the natural frequency since the fixed support results in the highest values of natural frequencies; three concrete compressive strengths (23.7, 50, and 75MPa); three concrete types depending on concrete density (light weight, normal concrete, and heavyweight concrete); and three values of deck slab thickness (600, 700, and 800 mm). Concrete compressive strengths and deck thickness has direct proportion with the natural frequency, the inverse proportion between the density of concrete and natural frequency. Within the scope of this study, it is possible to confirm the grillage method's ability to produce reliable results when used in dynamic analysis, as well as the modified grillage method's ability to produce accurate results in static analysis. Using the modified grillage method with dynamic analysis can capture the lowest vibration modes very well. In contrast to the highest vibration modes that produced uncertainty in proving this capability within these limits, Regarding the mesh size, it was found that choosing a suitable mesh size is an important issue when dealing with MGA with dynamic analysis, since there is a possibility to alter the type of mode vibration shape. Finally, because there is a lack of information on using the modified grillage method with dynamic analysis, some future developments were proposed in order to extend and develop this work, particularly by conducting experimental work and comparing the values obtained from the two methods.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب