محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر...

32
11/06/1432 1 خ٠رفس اغغ ازؼت فخ ا دساعخ ؽب إػذاد: . ر ػم ساحرفىشآخ ا ا دورج تص- شضب امغ ا- ؾبظشاد ف : ذخ - ىدى ارو اLRFD - AASHTO جسىر اتص - حاضرج ا( 1 )

description

fatigue

Transcript of محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر...

Page 1: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

1

دساعخ ؽبخ ازؼت ف اغغس افالر٠خ

سار ػم. : إػذاد

دورج تص اشآخ افىالرح

:ؾبظشاد ف -امغ اضبش -

ذخ

-تص اجسىرLRFD-AASHTOاألرو اىىد -

(1)احاضرج

Page 2: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

2

..خزػ, ؽغبسح,خشت,ؼذ,ث١ز

عىى, ؼشق , شبح

ؼ٠, زعػ , لص١ش

عغش ؼك, شجى, لع, عائض, ثالؼخ

تصف اجسىر:(Classification of Bridges)

Material))ااد

(Usage)االعزخذا

Span))اغبص

اشى اإلشبئ

Structural Form

Golden Gate Bridge, USA

Firth of Forth Bridge, Scotland Sunshine skyway Bridge, USA

Page 3: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

3

Girder BridgesDistinctive Features of

ثبغغس اغبئض٠خا١ضاد اخبصخ

فزح ثشى وج١ش ثبؼب.

ػبدح ب رغزخذ غبصاد امص١شح ازعؽخ.

رم ثم اؾالد ػ ؼش٠ك اؼض امص.

اجالؼخ اغائض رؼ ؼب م وب اؾخ ف اغغس.

GIRDER BRIDGE

Page 4: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

4

Distinctive Features of Arch Bridge

.افؼ امع ٠خفط ػض االؼؽبف•

.بعت ؾبخ رغبص اد ػذب رى اؾذساد صخش٠خ•

.امط اؾ ازم١ذ ر وفخ رف١ز إشبء شرفؼخ•

٠ؼزجش امط ػصش عغغ ثشى أعبع زه ٠غت أخز ازؾ١ت •.ثؼ١ االػزجبس

.اغغس امع١خ راد ظش ع١ عزاة•

ثبغغس امع١خا١ضاد اخبصخ

ARCH BRIDGE

Page 5: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

5

Distinctive Features of Truss Bridge

ام األعبع١خ ازذح ثؼبصش اغغش ام اؾس٠خ•

إ ظب األعغبد افزؽخ ٠غؼ ثض٠بدح اسرفبػب مبسخ غ األعغبد •

اصزخ ثبزب ص٠بدح امغبح اخفبض ثبالزمبالد اشبل١خ ابرغخ

.وزه اخفبض ثبص ازار ؼبصش

.اص اخفط ؼبصش ٠غؼ ب ػبصش عخ اؾ ازشو١ت•

.راد شى غ١ش ؾجت ػذب رى غبصاد اغغش وج١شح عذا•

ثبغغس اشجى١خا١ضاد اخبصخ

Truss Bridge

Page 6: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

6

Distinctive Features of Cable-stayed Bridge

.اعزخذا وبثالد ػب١خ امبخ ٠ؤد اللزصبد٠خ ف ااد اص•

.مبسخ غ اغغس اؼمخ فب اغغش اذػ ثبىبثالد ر لغبح أوجش•

.٠ز رضج١ذ اىبثالد ثجالؼخ اغغش ب ٠ذ ل ؾس٠خ رغب اجالؼخ ثزؾب•

.٠عذ ؽش٠خ وج١شح ف اخز١بس شى رص٠غ اىبثالد•

450m-100الزصبد ؽز غبصاد •

ثبغغس اذػخ ثبىبثالدا١ضاد اخبصخ

Page 7: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

7

Distinctive Features of Suspension Bridge

اؼبصش األعبع١خ وبثالد شخ رم اؾالد إ األثشاط بؼك •

.ازضج١ذ

.رؼك اجالؼخ ػجش ؽجبي رؼ١ك راد مبخ ػب١خ رؼ ػ اشذ•

إ الزصبد٠خ اعزخذا اىبثالد ٠غت أ رزاص غ اىفخ اؼب١خ ألثشاط •.بؼك ازضج١ذ

ػ اشغ عد , رغزخذ ثشى أعبع غغس راد اغبصاد اىج١شح •

عغس ؼمخ ثغبصاد صغ١شح شبح

ثبغغس اؼمخا١ضاد اخبصخ

Suspension Bridge

Page 8: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

8

عغس صغ١شح(Small Span Bridges ) )m15up to (

عغس زعؽخ(Medium Span Bridges )m)50up to (

عغس وج١شحm) (Large Span Bridges)150-50(

عغس وج١شح عذا)Extra Large ( Long ) Span Bridges ) m)150(over

تصف اجسىر تثؼا طىي اجاز

اجازاخ االلتصادح ألىاع اجسىر اختفح

Page 9: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

9

ىىاخ اجسر

Page 10: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

10

Page 11: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

11

فسفح اتص

اؼادح األساسح تص وفك

Page 12: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

12

اساوح اذا اتمذح جسء اؼى اجسىر

Page 13: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

13

Page 14: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

14

(IM=33%)

(IM=33%)

AASHTO LRDFاؼرتاخ اظاح تص وفك

(IM=0%)

احىح اخاصح تحساب اؼسو اساثح جسىر استرج

احىح اخاصح تاتص ػ حاح اتؼة

(IM=15%)

(IM=33%)

Page 15: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

15

لح افشخ

امىي األفمح ااتجح احىالخ احح

امح ابثزح

1.8mرؽجك ػ اسرفبع رؤخز ام١خ األوجش ث١ ام١ز١ ازب١ز١ ى ؽبسح شس

:عؽؼ اؽش٠ك

Truck or Tandem ؽالد اؾبس ؼشثخ 25%•

Lane ؽخ %5ثبإلظبفخ Truck or Tandem ؽالد اؾبس ؼشثخ 5%•

رؽجك ػ اسرفبع C))رؤخز وغضء ؽ اؾبس ؼشثخ , أع اغغس اؾ١خ

1.8m ٠ؼؽ اؼب , عؽؼ اؽش٠ك(C )ثبؼاللخ ازب١خ:

(m/sec2)عشػخ اؼشثخ :vؽ١ش

G: رغبسع اغبرث١خ(m/sec2)

R:صف لؽش امط ؾبسح اشس٠خ(m)

Live-Load Lateral Distribution Factor

ؼا اتىزغ اؼرض حىالخ احح

Page 16: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

16

Page 17: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

17

Page 18: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

18

٠ؽت ؽغبة ؼب ازص٠غ اؼشظ ف ؽبخ امص اؼض ى اغبئض

. اؽشف اعؽ غغش اظؼ ثبشى ازب

(:1)رؽج١ك

Page 19: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

19

:ل١خ اإلعبداد ػذ عػ اغبص ف اغبئض اؽشف اافك ذساعخ ؽبخ ازؼت ٠ؽت ؽغبة

(:2)رؽج١ك

FATIGUE

ازؾمك ػ ؽبخ ازؼت

(2)اؾبظشح

Page 20: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

20

خالي اصف اضب امش اغبثك عذ أ ػذح ئبد اغغس اؼذ١خ لذ •

.رؼشظذ شمق ثغجت ازؼت

ػ اشغ ؽذس ا١بساد ظؼ١خ ف ز اغغس ى لب أدد ؾذس •

.ا١بس وب ثبغغش

Silver Bridge over the)وبذ أي ؽبدصخ ا١بس عغش ثغجت ازؼت عغش•Ohio River )ػجبسح ػ عغش ؼك ثغبص, ف ال٠خ ف١شع١١ب (213 m )

December 15, 1967ؽذس اال١بس ف

Mianus)وبذ صب ؽبدصخ ا١بس عغش ثغجت ازؼت عغش• River in Greenwich )ػجبسح ػ عغش ؼك ؽذس اال١بس ف June 28, 1983

ثأ ضػخ اؼصش ال١بس رؾذ رأص١ش إعبد أل إعبد اتؼة٠ؼشف •

. اذخ رؾذ رأص١ش ؽ دس زىشس ثشى وج١ش

بن ع ازؼت ٠ؾذس ثؼذد دساد رؾ١ ل١١ ى غ ؽذس رشبد ف •

. زؽشق ب(. ازؼت اضضا)اغبي اذ وب ٠ؾذس ثؾبخ اضالصي

Mianus River Bridge Failure

Silver Bridge Collapse

Page 21: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

21

-االهار ىاه- ذخ

١ى ذ٠ب ػ غز البئ ٠ؾز ػ شك

ثزؽج١ك إعبداد شبدح

dافزبػ اشك ثمذاس

رؾي اإلعبداد إ ؽمخ اػ اغ١ش زشممخ

رشو١ض اإلعبداد ثمخ اشك

ظش٠ب ثباد اشخ عزى اإلعبداد ثمخ اشك البئ١خ ى ثباد اؾم١مخ ع١ؾص رذ

r ,θثئبي ؽمخ ازذ ٠ى اؾصي ػ ل١خ اإلعبداد فك ظش٠خ اشخ ثبإلؽذاص١بد امؽج١خ •

ؾص ػ ؼبدخ اإلعبد ثبؼاللخ θ=0 أع •

ػذب ذػ اؾذ ثبؼاللخ اغبثمخ , ( r)أوجش ثىض١ش ؼي لخ اشك ( a)ثبفزشاض أ ؼي اشك•

(:K)ثؼب شذح اإلعبد

:٠ز إظبفخ ؼب١ ؼاللخ اغبثمخ •

: Y ٠أخز ثؼ١ االػزجبس شى اػ شى اشك

: W زصجؼ اؼاللخ, ٠أخز ثؼ١ االػزجبس رشو١ض اإلعبداد رأص١ش اإلعبداد ازجم١خ:

از ٠ؼجش ػ ازغ١ش ف اؽبلخ J))بن ؼب آخش ف ١ىب١ه اال١بس اؼب •

.اىبخ غ ؼي اشك

.إ ام١خ اؾشعخ اخبصخ ثى بدح (K,J)٠ؾص اال١بس ػذب رص ل١خ ؼبالد اال١بس •

Page 22: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

22

:ف١ب ٠ أب, ( K)٠عذ اىض١ش اؾبالد اذسعخ م١ اؼب •

(ؼب رصؾ١ؼ ألخز رأص١ش شى امؽغ ابلص (b)ف اؾبخ (Q)اؼب )

:ثبؼاللخ( K) أع ؽبخ ؽالد رشدد٠خ ٠صجؼ اؼب •

:عذ إ ٠ى سثػ ؼذي رضا٠ذ ؼي اشك غ ػذد دساد ازؾ١ وب ثبشى•

.رغززظ خالي ازغبسة, صاثذ بدح ( A,m)ؽ١ش•

.ؼي اشك األ ابئ( ai,af)ؽ١ش•

∆K>>DKth

Page 23: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

23

٠ؼزذ فظ اؼاللخ اغبثمخ ف ؽغبة ازؼت ٠ؼؽ ل١خ اؼب AASHTOإ اىد

(m=3 ) ث١ب ٠ؼؽ عذي ثم١خ اؼب(M ) ٠غ١ اؼب )ؽغت ع اؼصش(A

the term within the integral is a constant

:تح ىاه االهار ف حاح اتؼة•

)Broek)ىاس اتؼة وفك تفسر ترون

.٠ؾذس رؽس اشك ػذ لخ اشك•

,ؽز أع ؽالد خفعخ فئ مذخ اشك ثذا٠خ رى ؽبدح •

.ره ٠ؤد زشو١ض اإلعبداد ثمذخ اشك ثبزب ؽذس رشبد ذخ•

.غ رؽس ازش رصجؼ لخ اشك غ١ش ؽبدح ثبزب ٠زعغ اشك ل١ال•

.خالي ػ١خ إػبدح ازؾ١ ٠صجؼ اشك ؽبد عذ٠ذ•

.رزىشس ز اؼ١خ خالي و دسح رؾ١ ثبزب رزؽس اشمق •

Page 24: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

24

راح االهار تحاح اتؼة

.تىى اشمىق اثذائح-1

.. اإلرصبيرؾذس ثغجت رشو١ض اإلعبداد ثغجت اششؿ أ رفبص١

.حصىي االهار-3

.تطىر اشمىق اثذائح-2

ثؼذ رى اشمق خعع اؼصش ؾالد رشدد٠خ بعجخ رزؽس اشمق

.ؽز رص ؾبخ اؾشعخ

.ثؼذ أ رص اشمق ؾبخ اؾشعخ رؤد فص اؼصش غضأ٠

ال ٠عذ رأص١ش وج١ش ع •

اؼذ ػ مبخ ازؼت

ال ٠عذ رأص١ش وج١ش م١خ •

اإلعبد اذ١ب اؽجمخ ػ

ا١بس ازؼت

٠عذ رأص١ش وج١ش زفبص١ •

ؼش٠مخ االرصبي ث١

اؼبصش

اؼىا األساسح ػ ماوح اتؼة

Page 25: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

25

اؼىا األساسح ػ ماوح اتؼة

.ػذد دساد ازؾ١ از ٠زؼشض ب اؼصش•

.رفبص١ اؼصش االرصبي•

.غبي اإلعبداد از ٠زؼشض ب امؽغ اذسط•

ػىا تؤثر ػ االهار اهش تاؼذ

:إ خؽسح ؽذس ا١بس ش ف اؼذ ٠ضداد ف ؽبخ

.دسعخ ؽشاسح خفعخ•

.عشػخ ثبزؾ١•

رم١١ذ وج١ش زشبد•

ؼار تاغر(Palmgren) تراو اضرر تحاح اتؼة:

٠ى ؽغبة اعشس ابرظ ثؾبخ ؽالد ازؼت از ال رؤد العزغبثخ رافم١خ صبثزخ

:فك ؼ١بس ثبغش٠

ؼار جاي اإلجهاد اىافئ تراو اضرر تحاح اتؼة:

(ni : ) ػذد اذساد از رؾذس ػذ غبي اإلعبدادi

(Ni : ) ػذد اذساد از رؤد ال١بس ػذ غبي اإلعبدادi

Page 26: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

26

حذود اتؼة

AASHTOاتحمك اتؼة وفك اىىد

:(ΔF)n امبخ االع١خ ػ ازؼت

:Δf افشق األػظ إلعبداد ابرغخ شس اؼشثخ اافمخ ؾبخ ازؾمك

ازؼت

:ؽ١ش

γ :(0.75)٠ؤخز ؼب اؾ ثؾبخ ازؾمك ازؼت

:و ازفبص١ ٠غت أ رؾمك اؼاللخ ازب١خ,ثشى ػب

Page 27: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

27

ADTTSL = p x ADTT

:ADTT

:ADTTSL

:p ػذد اؾبساد اغؽخ شس اشبؽبد ٠ؤخز وب ٠:

, p = 1 If only one lane is available to trucksif two lanes are available then ,p = 0.85; if three or more lanes are available, then p = 0.80.

فمب ىد فئ اؾالد اافمخ ؾغبة ػذد دساد ازؾ١ رؤخز رجؼب •

ADTTSLعؽ ا١ شس اشبؽبد ف ؽبسح اؽذح

عؽ ػذد اشبؽبد خالي ٠ اؽذ ثبرغب اؽذ خالي اؼش ازص١

عؽ ػذد اشبؽبد خالي ٠ اؽذ ثؾبسح شس اؽذح خالي اؼش ازص١

:رؾذد امبخ االع١خ ػ ازؼت ثبؼاللخ •

:ؽ١ش

constant (A) constant (n)

:(n)ؼب ٠أخز ثؼ١ االػزجبس إىب١خ ؽصي أوضش دسح رؾ١ خالي شس اؼشثخ.

اؼش ازص١ شأح(75): ,ػذد أ٠ب اغخ (365):

Page 28: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

28

:رؾذد ام١خ اذ١ب مبخ ازؼت ثبؼاللخ

: (ΔF)TH (٠ؾذد عذي اغبثمخ) -ػزجخ إلالع ازؼت–ام١خ اذ١ب إلعبد ؾصي ازؼت.

٠غت ازؾمك ؽبخ ازؼت فمػ ػذب رى اإلعبداد اعبغؽخ ابرغخ

األؽبي ا١زخ اغ١ش صؼذح أل ظؼف إعبداد اشذ اؾالد اؾ١خ

:الؽظخ

٠صف اىد

اؼبصش رجؼب

مبخ ػ

ازؼت إ صب١خ

(A to E’ ) أاع

شرجخ ثشى

عذ ثبىد

ؼشض ب

اغذي ازب

Page 29: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

29

( ػذد دساد ازؾ١–غبي اإلعبداد )ؾ١بد ازؼت

AASHTO LRFDفك اىد

ؽ أضخ ػ رؾم١ك ازؼت

(3)احاضرج

Page 30: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

30

)1(ثــــــــايثمؽغ ػشظ ؤف ( 42.7m)ؼي و غبص,عغش ؼذ غزش ثغبص٠

ى , اغغش ف ؽمخ س٠ف١خ, (c\c 2.440)أسثؼخ عائض ؼذ١خ زاص٠خ ثزجبػذ

:٠ؽت ازؾمك ؽبخ ازؼت ى اؾبالد ازب١خ, ؽبسر شس .

.ؾب اغبػ غ اغغذ-1

(.flange plate splice)ؾب صخ االعزشاس غبػ اؼ -2

( 1:2.5افزشض أ ؽمخ ١ ازغ١ش ١ظ أوجش )

(.Transverse Stiffeners)اذػبد اؼشظ١خ -3

.٠ج اغذي اصفبد مؽغ اؼصش ,٠ج١ اشى ازب اإلعبداد ف اغبئض

Concrete slab: fc ' = 20.7 MPa , modular ratio Es Ec = 10:اصفبد ااد

Reinforced concrete slab, 203 mm thick, plus a 12 mm thick integral wearing surface

Welded plate girder, ASTM A588 steel, Fy = 345 MPa

Plate Girder Details and

Stress Range Diagrams

Page 31: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

31

)2(ثــــــــاي٠8mؼ وغبئض ثغ١ػ االعزبد ثؽي ,عبئض ؽب شافؼخ ف ج صبػ

.صفبئؾ ثؾب صا غزش( I)مؽؼ اؼشظ ثشى ؽشف

(448xE6 mm4)ػض ػؽبخ امؽغ , (306x14mm)اغغذ , (350x22mm)اغبػ

رزؾشن اشافؼخ ثؾ١ش ٠ى سد افؼ , 300KN))رم اشافؼخ ثؾ شوض

. اؾ اى شافؼخ %80األػظ اى م غبئض اؾب شافؼخ

ؼبد ابه رمش ثأ اشافؼخ رم ثأوضش سؽز١ خالي اغبػخ -1

,خغخ أ٠ب أعجػ١ب,عبػبد ػ ١٠ب 10خؽػ اؼ ٠مزع , ثزا اؾ

ػبب رؾمك ؽبخ ازؼت غبئض 40إرا ػذ أ اؼش ازص١ شأ

. اؾب شافؼخ

لشس ابه أ ثبإلظبفخ ؾالد اغبثمخ أ ٠غت ػ اشافؼخ أ رى -2

رؾمك ,KN 350لبدسح ػ ام١ب ثشؽخ اؽذح خالي اغبػخ ثؾ ٠ص إ

(.ؼ١بس ثبغش٠ اإلعبد اىبفئ)ازؼت ثز اؾبخ ثؽش٠مز١

)3(ثــــــــاي

٠ج١ اشى ازب

خؽػ ص

إلعبداد

٠ؽت رم١١ رأص١ش

١ دسح رؾ١

زا اغغ

اض غبئض

٠ؾز ػ ؾب

إالء عضئ ث١

.اغبػ اغغذ

Page 32: محاضرة معدنية- التعب في الجسور المعدنية-اعداد م. سامر عقيل 2

11/06/1432

32

)4(ثــــــــاي

ل١ ؽبخ ازؼت , ٠ج١ اشى عبئض ؼذ رغزذ ػ١ ثالؼخ ث١ز١خ

.اافمخ زا اغبئض أع ؽذس رشممبد خبسط اغز

t = 12 mm, L = 15 mm, Δ = 0.004 mm.