دانلود ترجمه مقاله تاثیر تعامل سازه – خاک دینامیکی بر روی برج های خطوط انتقال توان صلب

1. مقدمه 2. انجام مطالعه پارامتری 3. بارگذاریهای کاربردی 4. سازه ساده سازی شده تحت بارگذاری باد 5. مقایسه سازه ساده سازی شده با پی ثابت 6. سازه ساده سازی شده تحت بارهای ضربه ای 7. تغییر در ماکزیمم واکنش به واسطه امپدانسهای خاک 8. مقایسه سازه های دارای پی ثابت 9. نمونه واقعی : برج خط اتقال نیرو مشبک 10. مدلسازی برج 11. امپدانسهای خاک به کار برده شده در پی های برج واقعی 12. برج واقعی تحت بارگذاری باد 13. برج واقعی تحت بار ضربه ای 14. استفاده از روش ساده سازی شده برای ارزیابی تاثیرSSI 15. نتیجه گیری

چکیده – در برج های خطوط انتقال نیرو (TL) که به طور سنتی آنالیز شدند، فرض می‏ شود پی ‏ها ثابت هستند. هرچند این فرضیه خود جای بحث و تامل دارد زیرا فونداسیون در بعضی موارد صلب نیست. در سایر رشته ‏ها مانند مهندسی لرزه‏ ای در گذشته گزارش شد که سختی و استهلاک ارتعاش یا میرایی فونداسیون در زمان تعامل با سازه تحت بارهای دینامیکی بر رفتار سازه ای تاثیر خواهد گذاشت. در این مقاله، تعامل سازه– خاک (SSI) که بر رفتار خطوط نیرو (TL) تاثیر می ‏گذارد، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ما از خاک به جای امپدانس یا مقاومت ظاهری یعنی ضربه‏ گیر و فنرهای وابسته به بسامد استفاده کردیم. برای رسیدن به این هدف، مطالعه پارامتری بر روی دو نوع بار دینامیکی یعنی بار ناشی از باد و بار ضربه ‏ای انجام می‏ شود، در اینجا فرض می‏ کنیم که این بارها موج شوکی را به دنبال شکسته شدن برق گیر یا سیم زمین نشان می‏ دهند. برای اجرای مطالعه پارامتری از نمونه واقعی در آنالیز استفاده گردید. رفتار و واکنش فونداسیون با استفاده از امپدانس فونداسیون و نرم افزار FLAC تعیین می ‏شود. در زمان آنالیز از دو نوع خاک استفاده شد که عبارتنداز: (i) خاک همچسبی (ii) خاک دانه‏ ای. این تحقیق نشان می ‏دهد که فونداسیون می‏ تواند رفتار سازه‏ ای را اصلاح نماید. مقدمه: سازه‏ های خطوط انتقال نیرو (TL) با فرض ثابت بودن پی و شالوده مدلسازی می ‏شوند، در اینجا انعطاف پذیری فونداسیون ها در نظر گرفته نمی‏ شوند. این فرضیه سئوال برانگیز است و جای بحث دارد زیرا تعامل سازه– خاک(SSI) در سایر رشته ‏های مهندسی سازه‏ ای مانند مهندسی لرزه ‏ای و مطالعات مربوط به بارهای دینامیکی از اهمیت بالایی برخوردار است (گازتازومیلوناکیس، 1998 ). سازه ‏های TL عمدتا برای تحمل بارهای دینامیکی مانند بارهای ناشی از باد (رونالدو، 2003 ) و بارهای ناشی از شکسته شدن برقگیر سازه طراحی می‏ شوند. با اینحال هر دو بار به طور طبیعی دینامیکی هستند. طراحی سازه ‏ای TL با استفاده از بارهای استاتیک انجام می ‏شود، بارهای استاتیک مشابه بارهای دینامیک واقعی عمل می‏ نمایند و محاسبه می‏ شوند. در فرایند آنالیز فرض می ‏شود برج های TL بر روی فونداسیون های بی نهایت سفت و سخت انعطاف ناپذیرند. هر چند بعضی از محققان معتقدند که این فرضیه بحث برانگیز است، چون همانطور که قبلا گفتیم تعامل سازه– خاک (SSI) در سایر رشته ‏های مهندسی سازه‏ ای مانند مهندسی لرزه‏ ای از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف این مقاله بررسی تاثیرSSI با انجام مطالعه پارامتری بر روی یک سازه است، در این مطالعه شرایط خاک تغییر داده می ‏شود. در برج های مشبک TL ولتاژ پایین دو نوع فونداسیون خاک در نظر گرفته می ‏شود. برای ارزیابی این تاثیر باید از یک آنالیز گذرا یا ناپایدار دینامیکی کامل استفاده نمود. همچنین برای بررسی تاثیرSSI فرض می‏ کنیم که سختی و استهلاک یا میرایی فونداسیون برج متغیر است. سازه و فونداسیون اغلب در معرض بارگذاری های ناشی از باد و بارهای ضربه ‏ای قرار دارند. برای بررسی تاثیر مدل سازی فونداسیون در آنالیز، نتایج ارزیابی خواهند شد. برای به دست آوردن حساسیت پارامتر مطالعه شده، امپدانس و مقاومت ظاهری فونداسیون تا حد زیادی در مطالعه پارامتری متغیر در نظر گرفته می ‏شود. همچنین جهت تقویت نتایج مطالعه پارامتری، برج با استفاده از فونداسیون خاک همچسبی و دانه‏ای مورد بررسی قرار می‏ گیرد.

ABSTRACT: Transmission lines (TL) towers are traditionally analyzed assuming fixed base. However, this assumption is questionable as foundation is not rigid in most cases. In other fields, such as seismic engineering, it has been reported in the past that the foundation stiffness and damping affects the structural behavior while in interaction with the structure specifically under dynamic loads. In this paper, the soil-structure interaction (SSI) effect on transmission line (TL) behavior is studied. The soil is replaced by foundation impedance, a set of frequency dependent spring and dashpot. For this purpose, a parametric study on a simplified case is presented for two types of dynamic loads: wind load and impulse load supposed to represent the effect of the shock wake following the breakage of a conductor of ground wire. To complement this parametric study, a real case is used in the analysis. The behaviour of the foundation is determined with software FLAC with its foundation impedance. Two types of soil are used in the analysis: (i) cohesive soil; (ii) granular soil. The paper confirms that foundations can modify structural behaviour significantly. Introduction: Transmission line (TL) structures are typically modeled with the assumption of fixed base, disregarding the flexibility of foundations. This assumption is questionable as soil-structure interaction (SSI) is important in other fields of structural engineering (Roesset 1980) such as seismic engineering (Gazetas and Mylonakis 1998) and generally in case of dynamic loadings. As TL structures are designed to sustain dynamic loads such as wind load (Ronaldo et al. 2003) and loads resulting from a conductor that breaks (McClure and Lapointe 2003).Both loads are dynamic in nature. Nevertheless, structural design of TL is typically performed with static loads calculated and calibrated to be equivalent to the actual dynamic load. In the analysis, TL towers are supposed fixed on infinitely stiff foundations. However, many practitioners have questioned this assumption (Warburton 1978) as soil-structure interaction (SSI) has a significant importance in other structural engineering fields (Roy at al. 2002) such as seismic engineering (Mylonakis and Gazetas 2000).The objective of this paper is to quantify the effect of SSI with a parametric study on a simplified structure by varying idealistic soil conditions and on the case of a low voltage TL lattice tower with two type of soil foundation. To evaluate this effect, full dynamic transient analysis needs to be performed. In order to evaluate the effect of SSI, a tower is simplified and foundation stiffness and damping are varied. The structure and foundations are then subjected to wind loadings and impulse load. The results are evaluated to investigate the effect of modeling foundation in the analysis. In this parametric study, foundation impedance is varied over a wide range to obtain a sensitivity of the parameter studied. To reinforce the results of this parametric study, a real tower with granular and coherent soil foundation is studied.