Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Seismic improvement of highway bridges using base isolation and supplementary damping by steel dowel bars
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
อาณัติ เรืองรัศมี
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Civil Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมโยธา
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1087
Abstract
การออกแบบโครงสร้างสะพานภายใต้แรงแผ่นดินไหวด้วยระบบแยกฐาน สามารถลดผลกระทบที่เกิดจากแรงกระทำได้เป็นอย่างดี แต่ในขณะเดียวกันกลับทำให้โครงสร้างสะพานส่วนบนเกิดการเคลื่อนตัวที่มากขึ้นเป็นผลให้เกิดการชนกันระหว่างชิ้นส่วน และเกิดการวิบัติจากระยะรองรับช่วงสะพานที่ไม่เพียงพอ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการศึกษาผลตอบสนองของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพานที่ถูกออกแบบด้วยระบบแยกฐานและใช้เหล็กเดือยช่วยในการสลายพลังงานและลดการเคลื่อนที่ของคาน ซึ่งจะทำการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยวิธีการไฟไนต์อิลิเมนต์ โดยใช้โปรแกรม SAP2000 การศึกษาเลือกพิจารณาสะพานแบบคานคอนกรีตอัดแรงรูปตัวไอ มีความยาวช่วงเสา 20 เมตร ทั้งหมด 5 ช่วง มีการติดตั้งแผ่นยางรองคานสะพานเป็นอุปกรณ์แยกฐาน นอกจากนี้จะทำการคัดเลือกคลื่นแผ่นดินไหวให้สอดคล้องกับการสั่นไหวของพื้นดินที่เกิดขึ้นใน จังหวัดเชียงใหม่ ประเทศไทย หลังจากทำการสร้างแบบจำลองจะทำการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยวิธีการวิเคราะห์การตอบสนองไม่เชิงเส้นแบบประวัติเวลา โดยจะทำการเปรียบเทียบผลการตอบสนองของโครงสร้างสะพานทั้งก่อนและหลังการปรับปรุงโดยใช้เหล็กเดือย ซึ่งจะพิจารณาในกรณีที่เพิ่มความหนาของแผ่นยางรองคานสะพานจากเดิมขนาด 20 เป็น 100 มิลลิเมตร และทำการติดตั้งเหล็กเดือยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มิลลิเมตร เป็นอุปกรณ์ยึดรั้ง ผลการศึกษาพบว่าการเลือกปรับปรุงโดยการเลือกใช้เหล็กเดือยจำนวน 2 ชิ้น ติดตั้งในระนาบที่ยึดรั้งบริเวณจุดรองรับของโครงสร้างสะพานส่วนบนกับโครงสร้างสะพานส่วนล่าง ให้ผลการตอบสนองที่เหมาะสมมากกว่ากรณีก่อนการปรับปรุง โดยระยะการเคลื่อนตัวสูงสุดของคานรองรับแผ่นพื้นลดลงจาก 64 เป็น 51 มิลลิเมตร คิดเป็นร้อยละ 20 และยังช่วยลดผลการตอบสนองของโครงสร้างสะพานส่วนล่าง โดยเสาตอม่อเกิดการครากเพียงเล็กน้อย นอกจากนี้แรงเฉือนสูงสุดที่ฐานลดลงร้อยละ 22 เมื่อเทียบกับกรณีก่อนการปรับปรุงโครงสร้างสะพาน
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Seismic isolation of bridges can reduce force demands in columns, but the superstructure will have larger displacement, posing the risk of pounding and unseating. This research aimed to study the seismic isolation of a bridge with steel dowel restrainers to provide energy dissipation and to limit girder displacement. The structural responses were obtained using the finite element analysis by the SAP2000 software. The bridge was a prestressed concrete I-girder bridge with a span length of 20 m for 5 spans and had elastomeric bearings. The earthquake ground motions were matched with the ground motions at Chiang-Mai (Thailand). The nonlinear response time history analysis (NLRHA) was used to study the bridge. The thickness of rubber bearings and the number of steel dowels were varied. When increasing the rubber thickness from 20 mm to 100 mm and having two DB25 steel dowels, the significant improvement was obtained. The maximum girder displacement reduced by 20% from 64 mm to 51 mm and the column base shear reduced by 22% with slight yielding when comparing with the case before introducing seismic isolation.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จิวะตระกูลธรรม, ยงศักดิ์, "การปรับปรุงสะพานทางหลวงจากผลกระทบแผ่นดินไหวด้วยระบบแยกฐานและการเสริมค่าความหน่วงโดยใช้เหล็กเดือย" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 3745.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/3745