Η Επιρροή της Στροφικής συνιστώσας της Σεισμικής κίνησης στη συμπεριφορά Γεφυρών Ο/Σ:
Creators: name: Μυλωνά, Ελλη-Κωνσταντίνα Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους-ανωδομής
Πασσαλοθεμελίωση
Στροφική σεισμική συνιστώσα
Dynamic interaction soil-superstructure
Pile foundation
Torsional seismic component

description: Αντικείμενο της παρούσης μελέτης αποτελεί η διερεύνηση της απόκρισης γεφυρών, θεμελιωμένων σε μεμονωμένους πασσάλους, υπό στροφική διέγερση προερχόμενη από την παραμόρφωση του πασσάλου κατά τη διάρκεια σεισμικής ταλάντωσης. Υπό την παραδοχή ότι ο σεισμικός κραδασμός αποτελείται, στη μονοδιάστατη ανάλυση, μόνο από κατακορύφως διαδιδόμενα διατμητικά κύματα εισάγονται στο έδαφος παραμορφώσεις το οποίο με τη σειρά του επιβάλλει παραμορφώσεις-μετακινήσεις στον πάσσαλο, εντός του, του αυτού σχήματος. Λόγω του υλικού κατασκευής και συνακόλουθα της αυξημένης δυσκαμψίας του ο πάσσαλος ακολουθεί μερικώς και όχι πλήρως την παραμόρφωση του εδάφους σχηματίζοντας επιπλέον μία στροφή στην κεφαλή του ιδιαίτερα στην περίπτωση που αυτή είναι ελεύθερη. Συντελείται έτσι αλλαγή στο κυματικό πεδίο με το οποίο φορτίζεται η ανωδομή σε σχέση με την ταλάντωση του ελεύθερου πεδίου. Η παραπάνω συμπεριφορά συνιστά το φαινόμενο της κινηματικής αλληλεπίδρασης. Η στροφή αυτή είναι η στροφή κατά τον άξονα y, σε τρισορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων όπου ο άξονας z αντιστοιχεί στο ύψος του ταλαντωτή, δηλαδή η στροφή κατά τον άξονα τον κάθετο στο επίπεδο του φορέα. Το μέγεθος της στροφής αυτής είναι μεταβλητό και εξαρτάται από τη συχνότητα της διέγερσης, τα χαρακτηριστικά του πασσάλου, του εδάφους θεμελίωσης και της ανωδομής. Είναι μέγεθος μεταβλητό με το χρόνο και με τη συχνότητα όπως ακριβώς και η σεισμική μετακίνηση. Οι αναλύσεις πραγματοποιούνται σε τετραβάθμιους ταλαντωτές προσομοιώνοντας βάθρα γεφυρών στην εγκάρσια διεύθυνσή τους θεμελιωμένα σε μεμονωμένους πασσάλους. Προσδιορίζονται οι συντελεστές κινηματικής αλληλεπίδρασης Iu και Ιθ, υπολογίζεται η κίνηση εισαγωγής στη θεμελίωση και κατόπιν αναλυτικής επίλυσης σύμφωνα με τις αρχές της Δυναμικής των Κατασκευών προκύπτει η μετακίνηση στην κορυφή του ταλαντωτή λόγω συνδυασμένης δράσης, μεταφορικής και στροφικής σεισμικής συνιστώσας. Παρατηρείται σημαντική αύξηση των μετακινήσεων, σε σχέση με την επιβολή μόνο μεταφορικής διέγερσης, σε συχνότητες βέβαια σχετικά μακριά από τις ιδιοπεριόδους των γεφυρών, που οφείλεται στο μηχανισμό μεταφοράς της στροφής από τη θεμελίωση στην κορυφή του φορέα. Ο μηχανισμός αυτός περιλαμβάνει πρωτίστως στερεοστατικά και δευτερευόντως αδρανειακά χαρακτηριστικά και παρουσιάζει έντονη εξάρτηση από το ύψος του εκάστοτε ταλαντωτή αλλά και από την ποιότητα του εδάφους έδρασης.
description: The scope of this study is to investigate bridges’ response, monopile founded, under torsional excitation caused by pile’s deformation due to seismic vibration. Making the confession that the seismic shock consists, in the 1-D analysis, only from vertical purported S waves, it is developing in the ground deformations and then the ground itself impose deformations-movements to the pile of the same shape. Because of the construction material and so because of the stiffness increase the pile follows merely and not completely the ground’s defacement creating as well a rotation at the pile’s head particularly in the case that it is free. Thus, it is contributing a change in the wave field, with which it’s being loaded the superstructure, comparing with the free field vibration. Such a behavior consists the phenomenon of kinematic interaction. This kind of rotation is developing in axis y, in a 3-rectangular coordination system where axis z corresponds to oscillator’s height, that is the rotation along the vertical axis in the system’s plane. The above rotation’s magnitude is changeable and it’s depending on the excitation’s frequency, the features of the pile, the foundation’s ground and the superstructure. It is a magnitude that changes with the time and the frequency exactly as the seismic movement. Analysis are running in oscillators with 4-degrees of freedom simulating bridge piers in the transverse direction and founded in monopiles. First it is defining the kinematic interaction coefficients Iu and Ιθ, the foundation’s input motion and after analytical solution, relating with the principles of Dynamic Construction, results the transfer at the conveyor’s top due to combined action of metaphoric and torsional seismic component. In conclusion it is noticed significant increase of the movements, comparing with the imposition of only transportational excitation, in frequencies of course rather far from the bridges’ period that results from the transfer mechanism of the rotation beginning from the foundation till the pier’s top. That mechanism consists of firstly rigid-static and secondly inertial features and appears significant dependence on the height of each oscillator and the foundation’s soil quality.