بررسی رفتار سازه های فضایی در عرشه پل ها

فهرست :
فصل اول : شناخت سازه های فضایی و مروری بر مطالعات انجام شده در مورد آنها

۱-۱- تعریف سازه های فضایی ۲
۱-۲- توسعه اولیه شبکه های فضایی ۳
۱-۳- کاربرد کامپیوتر در سازه های فضایی ۷
۱-۴- معادل های پیوسته ۱۰
۱-۵- تحلیل کمانش گنبدهای تک لایه مشبک ۱۰
۱-۶- تحلیل استاتیکی شبکه های دولایه و سه لایه فضایی ۱۱
۱-۷- اثر سفت شدگی اتصالات بر صلبیت شبکه دو لایه فضاکار ۱۲
۱-۷-۱- آزمایش شبکه های دو لایه ۱۴
۱-۷-۲- شرح آزمایش ۱۵
۱-۷-۳- نتایج تجربی آزمایش ها ۱۷
۱-۷-۴- نتیجه گیری ۲۰
۱-۸- اثر سفت شدگی اتصالات بر کمانش اعضای فشاری ۲۲
۱-۸-۱- مدول های مورد آزمایش ۲۵
۱-۸-۲- شرح انجام آزمایش ۲۵
۱-۸-۳- نتایج تجربی آزمایش ها ۲۷
۱-۸-۳-۱- مدول های با اعضای لوله ای به قطر ۳ اینچ ۲۷
۱-۸-۳-۲- مدول های با اعضای لوله ای به قطر ۲ اینچ ۲۸
۱-۸-۳-۳- مدول های با اعضای لوله ای به قطر ۵/۱ اینچ ۲۸
۱-۸-۴- نتایج کلی آزمایش ها ۳۱
۱-۸-۵- نتایج مطالعات تحلیلی ۳۲
۱-۸-۶- نتیجه گیری ۳۶
۱-۹- توسعه های آتی سازه های فضایی ۳۸
۱-۹-۱- ساختمان های بلند و ابرسازه ها ۳۸
۱-۹-۲- سازه های تنسگریتی و شبکه های فضایی ۴۲
۱-۹-۳- هندسه شبیه کریستال (ترکیب میله ها و صفحه ها) ۴۳
۱-۱۰- آینده سازه های فضایی ۴۳

فصل دوم : شناخت پل های مشبک فضایی و مروری بر آیین نامه بارگذاری پل ها

۲-۱- پل با عرشه مشبک فضایی ۴۶
۲-۲- بارگذاری پل ها بر اساس ضوابط آیین نامه ایران ۵۰
۲-۳- بارهای محاسباتی در طراحی پل ها ۵۱
۲-۴- مشخصات هندسی ۵۱
۲-۴-۱- خط عبور ۵۱
۲-۴-۲- ارتفاع مفید ۵۱
۲-۵- ترکیبات بارگذاری ۵۲
۲-۵-۱- بارهای دائمی ۵۲
۲-۵-۱-۱- وزن اجزای باربر و غیر باربر ۵۲
۲-۵-۲- اثر خاک روی پل های زیر خاکی ۵۲
۲-۵-۲-۱- روش محاسبه بارهای وارد بر پل های زیر خاکی ۵۳
۲-۵-۳- اثر نامساعد حذف قسمتی از بارهای دائمی ۵۳
۲-۶- بارهای بهره برداری ۵۳
۲-۶-۱- بار نوع اول ۵۳
۲-۶-۱-۱- مشخصات ۵۳
۲-۶-۱-۲- نحوه استقرار بار عادی روی عرشه پل ۵۵
۲-۶-۱-۳- ضریب کاهش به مناسب همزمانی بارها ۵۵
۲-۶-۲- بار نوع دوم ۵۶
۲-۶-۳- بار نوع سوم ۵۶
۲-۶-۴- بار تانک ۵۶
۲-۶-۵- بار تریلی تانک بر ۵۶
۲-۷- ضریب دینامیکی (ضربه) ۵۷
۲-۸- اثر ترمز ۵۸
۲-۹- نیروی گریز از مرکز ۵۸
۲-۱۰- بارهای پیاده رو ۵۸
۲-۱۰-۱- پل های سواره رو ۵۹
۲-۱۰-۲- پل های عابر پیاده ۵۹
۲-۱۱- برخورد وسایل نقلیه و قطعات یخ به پایه ها ۵۹
۲-۱۱-۱- پل های روگذر ۵۹
۲-۱۱-۲- پل های واقع روی رودخانه و آبروها ۵۹
۲-۱۲- اثر باد، جریان آب و غوطه وری ۶۰
۲-۱۲-۱- اثر باد ۶۰
۲-۱۲-۲- روش محاسبه ۶۰
۲-۱۲-۳- ملاحظات برای دوران ساخت ۶۰
۲-۱۳- اثر جریان آب و غوطه وری ۶۱
۲-۱۳-۱- اثر جریان آب روی پایه ها ۶۱
۲-۱۳-۲- اثر غوطه وری ۶۱
۲-۱۴- آثار دما و تغییرات آن، جمع شدگی و خزش بتن، نشست پایه ها ۶۱
۲-۱۴-۱- اثر دما ۶۱
۲-۱۴-۱-۱- تغییر دما ۶۲
۲-۱۴-۱-۲- اختلاف دما ۶۲
۲-۱۵- اثر جمع شدگی و خزش بتن ۶۲
۲-۱۶- اثر نشست یا کوتاه شدگی پایه ها ۶۲
۲-۱۷- تغییر شکل دستگاه های تکیه گاهی ۶۳
۲-۱۸- اثر زمین لرزه ۶۳
۲-۱۸-۱- روش تحلیل استاتیکی معادل ۶۳
۲-۱۸-۱-۱- وزن پل (W) 64
۲-۱۸-۱-۲- ضریب زلزله (C) 64
۳-۱۸-۱-۲-۱- ضریب اهمیت پل (I) 64
۲-۱۸-۱-۲-۲- ضریب رفتار پل (R) 65
۲-۱۸-۱-۲-۳- تناوب اصلی نوسان پل (T) 66
۲-۱۹- نرده و جان پناه ۶۶
۲-۱۹-۱- نرده های ایمنی ۶۶
۲-۱۹-۲- جان پناه ۶۷
۲-۲۰- بارگذاری ۶۷
۲-۲۰-۱- آزمایش بارگذاری ۶۷
۲-۲۰-۳- بارها در آزمایش بارگذاری ۶۸
۲-۲۰-۴- بازدید و اندازه گیری ۶۸
۲-۲۱- چگونگی کنترل تغییر شکل ها و ترک ها ۶۹
۲-۲۱-۱- تغییرشکل ها ۶۹
۲-۲۱-۲- ترک ها ۶۹
۲-۲۲- بارگذاری پل ها بر اساس ضوابط آیین نامه AASHTO (1989) 70
۲-۲۲-۱- بار زنده ۷۰
۲-۲۲-۲- اثرات ضربه (ضریب بار) ۷۲
۲-۲۲-۳- نیروهای طولی ۷۴
۲-۲۲-۴- نیروهای گریز از مرکز ۷۴
۲-۲۲-۵- بارهای پیاده رو ۷۴
۲-۲۲-۶- بار باد ۷۵
۲-۲۲-۶-۱- بار باد بر عبورگاه پل (عرشه پل) ۷۵
۲-۲۲-۶-۲- بار باد بر پایه های پل ۷۶
۲-۲۲-۶-۳- بار بالا برنده ناشی از فشار باد بر زیر عبورگاه پل ۷۷
۲-۲۲-۷- نیروی ناشی از حرارت ۷۷
۲-۲۲-۸- نیروی ناشی از جریان آب بر پایه ها ۷۸
۲-۲۲-۹- بار زلزله ۷۸

فصل سوم : بررسی رفتار سازه های فضایی در عرشه پل ها

۳-۱-کلیات ۸۱
۳-۲- توپولوژی های مناسب جهت استفاده در عرشه پل ها ۸۱
۳-۲-۱- شبکه دو لایه با آرایش مربع روی مربع جابجا شده ۸۱
۳-۲-۲- شبکه دو لایه با آرایش مربع روی مربع قطری ۸۲
۳-۲-۳- شبکه دو لایه با آرایش مربع مورب روی مربع مورب جابجا شده ۸۲
۳-۲-۴- شبکه دو لایه خرپایی با آرایش مربع روی مربع ۸۳
۳-۲-۵- شبکه دو لایه خرپایی با آرایش مربع مورب روی مربع مورب جابجا شده ۸۳
۳-۳- معرفی پل با عرشه فضای ۸۴
۳-۴- بررسی رفتار سازه های فضایی در عرشه پل ها با تغییرات توپولوژی ۸۷
۳-۴-۱- مدل اول: عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع روی مربع جابجا شده ۸۷
۳-۴-۱-۱- مشخصات سازه ۸۷
۳-۴-۱-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۹۰
۳-۴-۱-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۹۱
۳-۴-۱-۴- بررسی خیز نهایی ۹۲
۳-۴-۲- مدل دوم: عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع روی مربع قطری ۹۳
۳-۴-۲-۱- مشخصات سازه ۹۳
۳-۴-۲-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۹۵
۳-۴-۲-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۹۶
۳-۴-۲-۴- بررسی خیز نهایی ۹۸
۳-۴-۳- مدل سوم: عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع مورب روی مربع مورب جابجا شده ۹۸
۳-۴-۳-۱- مشخصات سازه ۹۸
۳-۴-۳-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۰۰
۳-۴-۳-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۰۱
۳-۴-۳-۴- بررسی خیز نهایی ۱۰۲
۳-۴-۴- مدل چهارم: عرشه فضایی دو لایه خرپایی با آرایش مربع روی مربع ۱۰۵
۳-۴-۴-۱- مشخصات سازه ۱۰۵
۳-۴-۴-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۰۷
۳-۴-۴-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۰۸
۳-۴-۴-۴- بررسی خیز نهایی ۱۰۹
۳-۴-۵- مدل پنجم: عرشه فضایی دو لایه خرپایی با آرایش مربع مورب روی مربع مورب جابجا شده ۱۱۰
۳-۴-۵-۱- مشخصات سازه ۱۱۰
۳-۴-۵-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۱۲
۳-۴-۵-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۱۳
۳-۴-۵-۴- بررسی خیز نهایی ۱۱۴
۳-۵- عوامل تاثیر گذار بر رفتار عرشه های مشبک فضایی ۱۱۵
۳-۵-۱- عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع روی مربع جابجا شده ( با اتصالات مفصلی) ۱۱۵
۳-۵-۱-۱- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۱۵
۳-۵-۱-۲- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۱۸
۳-۵-۱-۳- بررسی نیروهای محوری نهایی ۱۲۰
۳-۵-۲- عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع روی مربع جابجا شده (با اتصالات گیردار) ۱۲۲
۳-۵-۲-۱- مشخصات سازه ۱۲۲
۳-۵-۲-۲- خیز ناشی از بار مرده ۱۲۳
۳-۵-۲-۳- خیز ناشی از بار متحرک ۱۲۴
۳-۵-۲-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بارهای مرده ۱۲۴
۳-۵-۲-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۲۶
۳-۵-۲-۶- بررسی نیروهای محوری نهایی ۱۲۸
۳-۵-۲-۷- بررسی لنگرهای خمشی ناشی از بار مرده حول محور ضعیف اعضا ۱۲۹
۳-۵-۲-۸- بررسی لنگرهای خمشی ناشی از بار مرده حول محور قوی اعضا ۱۳۱
۳-۵-۲-۹- بررسی لنگرهای خمشی ناشی از بار متحرک حول محور ضعیف اعضا ۱۳۲
۳-۵-۲-۱۰- بررسی لنگرهای خمشی ناشی از بار متحرک حول محور قوی اعضا ۱۳۳
۳-۵-۳- انتخاب بهترین توپولوژی ۱۳۵
۳-۵-۴- عرشه به صورت قوسی ۱۳۵
۳-۵-۴-۱- مشخصات سازه ۱۳۵
۳-۵-۴-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۳۷
۳-۵-۴-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۳۸
۳-۵-۵- افزایش تعداد لایه های عرشه مشبک فضایی ۱۳۹
۳-۵-۵-۱- مشخصات سازه ۱۴۰
۳-۵-۵-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۴۱
۳-۵-۵-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۴۲
۳-۵-۶- عدم وجود تکیه گاه های لایه فوقانی ۱۴۳
۳-۵-۶-۱- مشخصات سازه ۱۴۳
۳-۵-۶-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۴۴
۳-۵-۶-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۴۵
۳-۵-۶-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۴۵
۳-۵-۶-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۵۰
۳-۵-۷- عدم وجود تکیه گاه های لایه تحتانی ۱۵۱
۳-۵-۷-۱- مشخصات سازه ۱۵۱
۳-۵-۷-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۵۱
۳-۵-۷-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۵۲
۳-۵-۷-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۵۳
۳-۵-۷-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۵۶
۳-۵-۸- افزایش عمق عرشه ۱۵۷
۳-۵-۸-۱- مشخصات سازه ۱۵۷
۳-۵-۸-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده۱۵۸
۳-۵-۸-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۵۹
۳-۵-۸-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۶۰
۳-۵-۸-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۶۱
۳-۵-۹- کاهش عمق عرشه ۱۶۲
۳-۵-۹-۱- مشخصات سازه ۱۶۲
۳-۵-۹-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۶۲
۳-۵-۹-۲- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۶۳
۳-۵-۹-۳- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۶۴
۳-۵-۹-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۶۵
۳-۵-۱۰- افزایش فاصله گره ها ۱۶۶
۳-۵-۱۰-۱- مشخصات سازه ۱۶۶
۳-۵-۱۰-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۶۶
۳-۵-۱۰-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۶۷
۳-۵-۱۰-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۶۸
۳-۵-۱۰-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۶۹
۳-۵-۱۱- کاهش فاصله گره ها ۱۷۰
۳-۵-۱۱-۱- مشخصات سازه ۱۷۰
۳-۵-۱۱-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۷۱
۳-۵-۱۱-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۷۲
۳-۵-۱۱-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۷۳
۳-۵-۱۱-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۷۴
۳-۵-۱۲- افزایش قطر اعضا ۱۷۵
۳-۵-۱۲-۱- مشخصات سازه ۱۷۵
۳-۵-۱۲-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۷۶
۳-۵-۱۲-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۷۶
۳-۵-۱۲-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۷۷
۳-۵-۱۲-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۷۸
۳-۵-۱۳- کاهش قطر اعضا ۱۷۹
۳-۵-۱۳-۱- مشخصات سازه ۱۷۹
۳-۵-۱۳-۲- بررسی خیز ناشی از بار مرده ۱۸۰
۳-۵-۱۳-۳- بررسی خیز ناشی از بار متحرک ۱۸۲
۳-۵-۱۳-۴- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار مرده ۱۸۳
۴-۵-۱۳-۵- بررسی نیروهای محوری ناشی از بار متحرک ۱۸۴
۳-۶- طراحی عرشه پل با سازه های فضایی ۱۸۵
۳-۶-۱- مشخصات سازه ۱۸۵
۳-۶-۲- توزیع تنش ها در عرشه فضایی ۱۸۵
۳-۶-۳- بررسی تنش های ناشی از مجموع بارهای مرده و متحرک ۱۸۷
۳-۷- کمانش در اعضا ۱۸۸
۳-۷-۱- بررسی کمانش اعضای فشاری در عرشه فضایی دو لایه با آرایش مربع روی مربع جابجا شده ۱۸۹
۳-۷-۲- بررسی کمانش در عضوهای فشاری با افزایش طول آنها ۱۹۰
۳-۷-۳- بررسی کمانش در عضوهای فشاری با کاهش قطر و ضخامت آنها ۱۹۲

فصل چهارم : نتیجه گیری

۴-۱- تفسیر نتایج ۱۹۶
۴-۲- مزایای عرشه های مشبک فضایی ۲۰۱
۴-۳- معایب عرشه های مشبک فضایی ۲۰۳
۴-۴- جمع بندی و پیشنهادات ۲۰۴
۴-۵- پیشنهادات برای تحقیقات آتی ۲۰۶

منابع

منابع فارسی ۲۰۷
منابع لاتین ۲۰۹