کتاب اصول و مبانی مهندسی پل

کتاب مهندسی پل ( اصول و مبانی )

پیشگفتار کتاب کتاب مهندسی پل

پل‌ها یک اتصال حیاتی و با اهمیت در یک شبکه حمل و نقل می‌باشند، و متناسب با این اهمیت انتظار می‌رود که مورد توجه ویژه قرار گیرند. پل‌ها باید ایمن، کارآمد، اقتصادی و با طرح معماری متناسب باشند. به نظر، مهمترین شاخص در طراحی پل‌ها بحث ایمنی بوده و غالب مهندسان پل نیز بیشتر توجه خود را به این موضوع معطوف می‌دارند. به این معنا که پلی باید طراحی گردد که تحت تمام بارهایی که تحت آنها قرار می‌گیرد، پایداری کافی داشته باشد. این موضوع اصلی ترین لازمه یک پل است، که درصورت عدم تامین آن امکان بازگشایی پل به روی ترافیک نیز ممکن نمی‌باشد.

اما در کنار ایمنی پل، سه مسئله دیگر یعنی کارآمدی پل، مسائل اقتصادی و زیبایی آن نیز برای حصول یک طرح پل ماندنی غیرقابل چشم پوشی هستند. دستیابی به این موارد بدون آگاهی از اصول مربوطه عملی نمی‌باشند.

با توجه به موارد فوق و پس از مطالعه این کتاب که جلد اول از یک مجموعه ۷ جلدی با توجه است، آن را منبع مناسبی برای آشنایی با اصول اولیه مهندسی پل یافتیم و برآن شدیم در راستای دسترسی آسان کلیه مهندسان پل به این منبع با ارزش، نسبت به ترجمه آن اقدام نمائیم.

خواندن این کتاب به دانشجویان، مهندسان و مختصصان علاقه مند به زمینه مهندسی پل که به دنبال دستیابی یه آخرین دستاوردها در این حوزه هستند نیر پیشنهاد می‌گردد.

آنچه دراین کتاب می‌خوانید

کتاب مذکور در اصل دارای ۲۲ فصل بوده که ۱۵ فصل آن که از اهمیت و کاربرد بالاتری برخوردار هستند ترجمه و کتاب پیش رو ارائه شده‌اند.

لازم به ذکر است همانطور که از عنوان کتاب مشخص است، در این کتاب به اصول مهندسی پل پرداخته خواهد شد؛ از طراحی مفهمومی که ابتدایی‌ترین بخش از کار طراحی است تا مسائل زیبایی شناسی، بارگذاری، اصول تحلیل و مدلسازی و سپس طراحی فولادی و بتنی، و همچنین مصالح نوین نظیر فولاد پرمقاومت و پلیمرهای مسلح به الیاف، مورد بحث و کاوش قرار خواهند گرفت.

خواندن کتاب به قطع مبانی و پایه‌های لازم را جهت گام برداشتن در مسیر تبدیل شدن به یک طراح حرفه‌ای پل تامین می‌نماید.

مقدمه کتاب

هدف اصلی برای یک پل، انتقال بار ترافیک بر روی یک بازشو و یا ناپیوستگی در مسیر می‌باشد. انواع مختلف ترافیک برای یک پل می‌تواند شامل عابر پیاده، وسایل نقلیه، خطوط لوله، کابل‌ها، آب و قطار و یا ترکیبی از آنها باشد. یک بازشو می‌تواند بر روی یک بزرگراه، یک رودخانه، یک دره و یا هر نوع مانع فیزیکی دیگر ایجاد شود. نیاز به عبور ترافیک برروی چنین بازشویی کارکرد آن به خوبی تعریف شده باشد.

بنابراین پروسه احداث یک پل با دانش مهندسی پل شروع نمی‌شود. بلکه مانند راه‌ها و یا سیستم‌های زهکشی و یا سایر زیرساخت‌ها، بخشی از سیستم حمل و نقل بوده و سیستم حمل و نقل مولفه‌ای از تلاش‌های برنامه‌ریزی شهری و یا برنامه توسعه شهر می‌باشد. بنابراین کارکرد پل باید در این برنامه‌های اصلی تعریف گردد.

بخشی از مقدمه کتاب مهندسی پل :

♦ ایمنی در ساخت پل‌ ها:

پل‌ها یک اتصال حیاتی و با اهمیت در یک شبکه حمل و نقل می‌باشند، و متناسب با این اهمیت انتظار می‌­رود که مورد توجه ویژه قرار گیرند. پل‌­ها باید ایمن، کارآمد، اقتصادی و با طرح معماری متناسب باشند. به نظر، مهمترین شاخص در طراحی پل‌­ها بحث ایمنی بوده و غالب مهندسان پل نیز بیشتر توجه خود را به این موضوع معطوف می­دارند.

به این معنا که پلی باید طراحی گردد که تحت تمام بارهایی که تحت آنها قرار می‌­گیرد، پایداری کافی داشته باشد. این موضوع اصلی‌ترین لازمه یک پل است، که در صورت عدم تامین آن امکان بازگشایی پل به روی ترافیک نیز ممکن نمی­‌باشد.

♦ چه عواملی برای ساخت پل باید مورد توجه قرار گرفته شود؟

اما در کنار ایمنی پل، سه مسئله دیگر یعنی کارآمدی پل، مسائل اقتصادی و زیبایی آن نیز برای حصول یک طرح پل ماندنی غیرقابل چشم‌­پوشی هستند. دستیابی به این موارد بدون آگاهی از اصول مربوطه عملی نمی­‌باشد.

♦ هدف از ترجمه کتاب اصول و مبانی مهندسی پل …

با توجه به موارد فوق و پس از مطالعه کتاب مهندسی پل که جلد اول از یک مجموعه ۷ جلدی است، آن را منبع مناسبی برای آشنایی با اصول اولیه مهندسی پل یافتیم و برآن شدیم در راستای دسترسی آسان کلیه مهندسان پل به این منبع با ارزش، نسبت به ترجمه آن اقدام نمائیم.

به ویژه آن­ که، نوسیندگان این اثر در تالیف این کتاب در تمام قسمت­‌ها مروری کامل بر پیشینه مطالعات موجود انجام داده­‌اند و همچنین آخرین دستاوردهای مربوطه را نیز ارائه کرده‌­اند. لذا، از این حیث خواندن کتاب مهندسی پل به دانشجویان، مهندسان و متخصصان علاقه­‌مند به زمینه مهندسی پل که به دنبال دستیابی به آخرین دستآوردها در این حوزه هستند نیز پیشنهاد می‌­گردد.

کتاب مهندسی پل در اصل دارای ۲۲ فصل بوده که ۱۵ فصل آن که از اهمیت و کاربرد بالاتری برخوردار هستند ترجمه و در کتاب پیش رو ارائه شده­‌اند. لازم به ذکر است همانطور که از عنوان کتاب نیز مشخص است، در این کتاب به اصول مهندسی پل پرداخته خواهد شد؛ از طراحی مفهومی که ابتدایی‌­ترین بخش از کار طراحی است تا مسائل زیبایی شناسی، بارگذاری، اصول تحلیل و مدلسازی و سپس طراحی فولادی و بتنی، و همچنین مصالح نوین نظیر فولاد پرمقاومت و پلیمرهای مسلح به الیاف، مورد بحث و کاوش قرار خواهند گرفت.

خواندن کتاب مهندسی پل به قطع مبانی و پایه‌­های لازم را جهت گام برداشتن در مسیر تبدیل شدن به یک طراح حرفه‌­ای پل تامین می­‌نماید.

فهرست کتاب مهندسی پل

فصل اول  / طراحی مفهومی

۱-۱- مقدمه

۱-۲- مراحل طراحی پل

۱-۳- تعیین ضوابط

۱-۳-۱- دستورالعمل‌ها و آئین‌نامه‌ها

۱-۳-۲- معیارهای طراحی پروژه خاص

۱-۴- مشخصات سازه‌ای پل‌ها‌

۱-۴-۱- انواع پل

۱-۴-۲- اجزاء سازه‌ای اصلی

۱-۴-۳- آشنایی با محدودیت‌ها

۱-۴-۳-۱- سختی جانبی شاهتیر

۱-۴-۳-۲- کارایی کابل‌های بلند

۱-۴-۳-۳- سختی پیچشی

۱-۴-۳-۴- تنش مجاز

۱-۴-۴- حداکثر طول دهانه ممکن

۱-۴-۴-۱- پل‌های معلق

۱-۴-۴-۲- پل‌های قوسی

۱-۴-۴-۳- پل‌های ترکه‌ای

۱-۴-۴-۴- پل‌های شاهتیری

۱-۴-۴-۵- ترکیب پل‌های معلق و ترکه‌ای

۱-۴-۴-۶- سازه‌های پل خودمهار و یا مهارشده در زمین

۱-۵- فرآیند طراحی

۱-۵-۱- مسیر بار

۱-۵-۲- استفاده از مزیت‌های نامعینی: شرایط بار دائمی

۱-۵-۳- پیش تنیدگی و تعادل بار

۱-۵-۴- بار زنده و سایر بارها

۱-۵-۵- زلزله و باد

۱-۶- مفهوم‌سازی

۱-۶-۱- استخراج یک مفهوم جدید

۱-۶-۲- استفاده از یک مفهوم از قبل موجود

۱-۷- زیبایی شناختی

۱-۸- نوآوری

۱-۸-۱- تجربه و سوابق

۱-۸-۲- نوآوری‌ها

۱-۹- جمع‌بندی

مراجع

فصل دوم / زیبایی‌شناسی: اصول

۲-۱- مقدمه

۲-۲- اصطلاحات

۲-۳- آیا اشیاء کیفیت زیبایی شناختی دارند؟

۲-۴- چگونه انسان ارزشهای زیبایی را دریافت می‌کند؟

۲-۵- نقش فرهنگی نسبت‌های ابعادی

۲-۶- ما چگونه نسبت‌های هندسی را درک می‌کنیم؟

۲-۷- درک زیبایی بصورت ناخودآگاه

۲-۸- قضاوت زیبایی‌شناختی و سلیقه

۲-۹- مشخصات کیفیت‌های زیبایی‌شناختی منجر به راهنمایی برای طراحی می‌گردد.

۲-۹-۱- تحقق هدف: کارکرد

۲-۹-۲- نسبت

۲-۹-۳- ترتیب

۲-۹-۴- اصلاح فرم

۲-۹-۵- یکپارچگی با محیط

۲-۹-۶- بافت سطحی

۲-۹-۷- رنگ

۲-۹-۸- شخصیت

۲-۹-۹- پیچیدگی: تحریک با تنوع

۲-۹-۱۰- اتحاد با طبیعت

۲-۹-۱۱- نکات پایانی در خصوص قوانین

۲-۱۰- زیبایی شناسی و اخلاقیات

۲-۱۱- خلاصه

مراجع

فصل سوم  / زیبایی‌شناسی پل: حصول هنر سازه‌ای در طراحی پل

۳-۱- مقدمه

۳-۱-۱- چرا می‌باید زیبایی‌شناختی را در نظر گرفت.

۳-۱-۲- ایرادات مکرر در مقابل توجه به زیبایی شناسی

۳-۱-۳- هدف چیست؟

۳-۲- زیبایی‌شناسی و هنر سازه‌ای مهندس

۳-۲-۱- سنت زیبایی‌شناسی در مهندسی

۳-۲-۲- سه بعد یک سازه

۳-۲-۳- هنر سازه‌ای و معماری

۳-۳- هنر سازه‌ای و پروسه طراحی

۳-۳-۱- طراحی در برابر تحلیل

۳-۳-۲- نقش مطالعات موردی در طراحی پل

۳-۴- مهندسی مفهومی، مرحله نادیده گرفته شده ی طراحی

۳-۴-۱- خلق مفهوم و فرم

۳-۴-۲- انجام طراحی مفهومی

۳-۵- کاربرد در طراحی

۳-۵-۱- ده عامل موثر بر ظاهر

۳-۵-۲- تفکر در خصوص زیبایی در طراحی

۳-۵-۲-۱- درک اهداف و سایت

۳-۵-۲-۱-۱- الزامات کارفرما

۳-۵-۲-۱-۲- ملزومات جامعه و سایر ذینفعان

۳-۵-۲-۱-۳- سایت

۳-۵-۲-۱-۴- کوریدورها و تقاطعات

۳-۵-۲-۲- توسعه یک طراحی

۳-۵-۲-۳- انجام مطالعات طراحی مفهومی

۳-۵-۲-۴- تجزیه و تحلیل و طراحی تفصیلی

۳-۵-۳- همکاری با معماران، شهرسازان، و هنرمندان

۳-۵-۴- جایگزینی پل‌های تاریخی/ طراحی پلها در اماکن تاریخی

۳-۶- دستورالعمل طراحی

۳-۶-۱- هندسه افقی و عمودی

۳-۶-۲- نوع روسازه

۳-۶-۳- جانمایی پایه/ تکیه گاه و آرایش دهانه‌ها‌

۳-۶-۴- جانمایی و ارتفاع کوله

۳-۶-۵- شکل روسازه (شامل جان پناه، آویزها و نرده‌ها)

۳-۶-۶- شکل پایه

۳-۶-۷- شکل کوله

۳-۶-۸- رنگ

۳-۶-۹- بافت، تزئینات و جزئیات

۳-۶-۱۰- نورپردازی، اعلانات و چشم انداز

۳-۶-۱۰-۱- نورپردازی

۳-۶-۱۰-۲-علامت گذاری

۳-۶-۱۰-۳-ایجاد چشم انداز

۳-۷- چالش مهندس

مراجع

فصل چهارم / آئین‌نامه‌های طراحی پل‌های بزرگراهی

۴-۱- مقدمه

۴-۲- فلسفه ایمنی

۴-۲-۱-مقدمه

۴-۲-۲- طراحی به روش تنش مجاز

۴-۲-۳- طراحی به روش ضریب بار

۴-۲-۴- طراحی مبتنی بر احتمال و قابلیت اطمینان

۴-۲-۵- مبنای احتمالاتی آئین نامه LRFD

۴-۲-۵-۱- مقدمه‌ای بر قابلیت اطمینان به عنوان پایه‌ی فلسفه طراحی

۴-۲-۵-۲- کالیبراسیون ضرایب بار و مقاومت

۴-۲-۵-۳- ضرایب بار و مقاومت

۴-۳- حالات حدی

۴-۴- اهداف طراحی

۴-۴-۱- ایمنی

۴-۴-۱-۱- معادله کفایت

۴-۴-۱-۲- الزامات خاص آئین نامه LRFD

۴-۴-۱-۲-۱- شکل پذیری

۴-۴-۱-۲-۲- نامعینی

۴-۴-۱-۲-۳- اهمیت بهره‌برداری

۴-۴-۱-۳- ترکیبات بار طراحی در آئین نامه LRFD

۴-۴-۲- سرویس‌دهی

۴-۴-۳- ساخت‌پذیری

مراجع

فصل پنجم  / بارهای وارد بر پل‌های بزرگراهی و توزیع آنها

۵-۱- مقدمه

۵-۲- بارهای دائمی

۵-۳- بار زنده وسایل نقلیه

۵-۳-۱- بار زنده وسیله نقلیه طراحی

۵-۳-۲- وسایل نقلیه مجاز

۵-۳-۳- بار خستگی

۵-۳-۴- توزیع بار در جهت عرضی

۵-۳-۴-۱- پل‌های با سیستم تیر-دال

۵-۳-۴-۲- عرشه‌ها‌

۵-۳-۴-۳- پل‌های با سیستم دال

۵-۳-۵- توزیع بار برای طراحی زیرسازه

۵-۳-۶- حضور همزمان بارهای زنده در خطوط عبوری

۵-۳-۷- اثرات دینامیکی بار

۵-۳-۸- بارهای افقی ناشی از ترافیک وسایل نقلیه

۵-۴- بار عابر پیاده

۵-۵- بار باد

۵-۶- اثرات ناشی از تغییر شکل‌های اعمالی

۵-۷- استثنائات بارهای تعریف شده در آئین نامه

مراجع

فصل ششم  / الزامات طراحی پل راه‌آهن

۶-۱- مقدمه

۶-۱-۱- شبکه راه آهن

۶-۱-۲- تفاوت‌های اساسی بین ‌پل‌های راه‌آهن و بزرگراه

۶-۱-۳- محیط مقرراتی

۶-۱-۴ کتابچه راهنمای مهندسی راه آهن، AREMA

۶-۲- فلسفه پل راه‌آهن

۶-۳- انواع پل راه آهن

۶-۴- عرشه پل

۶-۴-۱- کلیات

۶-۴-۲- عرشه‌ باز

۶-۴-۳- عرشه بالاست

۶-۴-۴- تثبیت مستقیم

۶-۴-۵- جزئیات عرشه

۶-۵- معیارهای طراحی

۶-۵-۱- ملاحظات هندسی

۶-۵-۲- نسبت بندی

۶-۵-۳- بارهای طراحی پل

۶-۵-۳-۱- بار مرده

۶-۵-۳-۲- بار زنده

۶-۵-۳-۳- ضربه

۶-۵-۳-۴- نیروی گریز از مرکز

۶-۵-۳-۵- بارهای جانبی ناشی از تجهیزات

۶-۵-۳-۶- نیروی طولی حاصل از بار زنده

۶-۵-۳-۷- بارگذاری باد

۶-۵-۳-۸ جریان سیال، یخ و شناوری

۶-۵-۳-۹- تغییرات حجم

۶-۵-۳-۱۰- بارهای لرزه‌ای

۶-۵-۳-۱۱- بررسی پایداری

۶-۵-۴ ترکیبات بار

۶-۵-۵- ملاحظات سرویس دهی

۶-۵-۵-۱- خستگی

۶-۵-۵-۲- تغییر شکل

۶-۵-۵-۳- ملاحظات راه‌آهن با سرعت بالا

۶-۵-۵-۴- سایر موارد

۶-۶- رتبه‌بندی ظرفیت

۶-۶-۱- کلیات

۶-۶-۲- رتبه‌بندی عادی

۶-۶-۳- رتبه‌بندی حداکثر

مراجع

فصل هفتم / پل‌ها‌ی خطوط ریلی سریع السیر (پر سرعت)

۷-۱- مقدمه

۷-۱-۱ – شبکۀ ریلی پرسرعت

۷-۱-۲- تضمین سیستم

۷-۱-۳- خطوط ریلی پرسرعت تایوان

۷-۲- الزامات

۷-۲-۱- الزامات عمومی

۷-۲-۲- الزامات ایمنی

۷-۲-۳- الزامات مربوط به نگهداری

۷-۲-۳-۱- قابلیت تعمیر و نگهداری

۷-۲-۳-۲- دوام

۷-۲-۳-۳- در دسترس بودن

۷-۲-۴- الزامات مربوط به محیط زیست

۷-۲-۴-۱- آلودگی صوتی

۷-۲-۴-۲- ارتعاش

۷-۲-۵- الزامات خاص

۷-۲-۵-۱- اندرکنش بین سازه و ریل

۷-۲-۵-۲- تاثیرات دینامیکی ناشی از حرکت

۷-۲-۵-۳- کنترل خیز یا خمش

۷-۲-۵-۴- نشست قائم

۷-۲-۶- الزامات مربوط به وجوه مشترک

۷-۲-۶-۱- ایمنی

۷-۲-۶-۱-۱- پیاده‌رو ایمنی

۷-۲-۶-۱-۲- خروجی اضطراری

۷-۲-۶-۱-۳- محافظت در برابر خروج از ریل

۷-۲-۶-۲- اجزای ریل

۷-۲-۶-۳- وجوه مشترک در طول سیستم

۷-۲-۶-۳-۱- تاسیسات تامین برق

۷-۲-۶-۳-۲- تاسیسات مربوط به ارتباطات و سیگنال دهی

۷-۲-۶-۳-۳- سرویس‌ها‌ی E&M مسیرهای دو سمت

۷-۲-۶-۳-۴- سایر موارد

۷-۳- برنامه‌ریزی

۷-۳-۱- مصالح

۷-۳-۲- نوع سازه

۷-۳-۳- طول دهانۀ معمول

۷-۲-۴- روش ساخت

۷-۳-۵- برنامه ریزی THSRP

۷-۴- معیارهای طراحی

۷-۴-۱- بارگذاری‌ها

۷-۴-۱-۱ – بارهای مرده (D)

۷-۴-۱-۱-۱ – وزن خود سازه

۷-۴-۱-۱-۲ – بار مردۀ مرحله دوم

۷-۴-۱-۲ – بار ریل

۷-۴-۱-۲-۱ – بارگذاری ناشی از قطار خط ریلی پرسرعت (L)

۷-۴-۱-۲-۲ – اثر نوزینگ یا هانتیگ

۷-۴-۱-۲-۳- اثر گردش (CE)

۷-۴-۱-۲-۴ – نیروی گریز از مرکز (CF)

۷-۴-۱-۲-۵ – نیروهای کشش و ترمزگیری (LF)

۷-۴-۱-۲-۶- بارگذاری خستگی

۷-۴-۱-۲-۷ – اثرات جریان لغزشی ناشی از عبور قطار

۷-۴-۱-۳- بارهای محیطی

۷-۴-۱-۳-۱ – بار باد (W)

۷-۴-۱-۳-۲ – تاثیرات دما (T)

۷-۴-۱-۳-۳ – نیروی وارده به ریل به دلیل درجه حرارت (RF)

۷-۴-۱-۴ – بارهای خاص

۷-۴-۱-۴-۱ – نیروی ناشی از برخورد وسایل نقلیۀ بزرگراهها (CL)

۷-۴-۱-۴-۲- بار ناشی از خارج شدن از خط (DR)

۷-۴-۱-۴-۳ – بارهای زلزله (EQ)

۷-۴-۱-۵ – بارگذاری‌ها‌ی دیگر

۷-۴-۲ – ترکیبات بارها

۷-۴-۲-۱ – طراحی به روش تنش مجاز

۷-۴-۲-۲- طراحی به روش ضریب بار و ترکیب بار های مربوطه

۷-۴-۲-۳ – کنترل تغییرشکل

۷-۴-۳ – ملاحظات دیگر

۷-۴-۳-۱ – تکیه‌گاه‌ها

۷-۴-۳-۲- درزهای انبساطی سازه‌ای

۷-۴-۳-۳- الزامات ویژه

مراجع

فصل هشتم  / شاخص‌های عملکرد سازه‌ای پل‌ها

۸-۱- مقدمه

۸-۲- ترازهای ارزیابی عملکرد سازه پل‌ها

۸-۲-۱- روش مبتنی بر جزء

۸-۲-۲- روش مبتنی بر سیستم

۸-۳- روش‌های تعیین ترازهای ایمنی

۸-۳-۱- طراحی به روش تنش کار

۸-۳-۲- طراحی به روش ضریب بار

۸-۳-۳- طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت

۸-۴- شاخص‌های عملکرد برای پل‌ها

۸-۴-۱- شاخص‌های عملکرد نظیر شرایط

۸-۴-۱-۱- امتیازدهی شرایط NBI

۸-۴-۱-۲- امتیازدهی شرایط Pontis

۸-۴-۲- شاخص‌های عملکرد مربوط به ایمنی

۸-۴-۲-۱- احتمال شکست

۸-۴-۲-۲- تابع چگالی احتمال زمان خرابی

۸-۴-۲-۳- تابع توزیع تجمعی (CDF) زمان شکست

۸-۴-۲-۴- تابع بقاء

۸-۴-۲-۵- تابع نرخ شکست (خطر)

۸-۴-۲-۶- شاخص قابلیت اطمینان

۸-۴-۳- شاخص‌های عملکرد نظیر تاب خرابی

۸-۴-۳-۱- نامعینی

۸-۴-۳-۲- آسیب پذیری و رواداری آسیب

۸-۴-۳-۳- استحکام

۸-۴-۳-۴- تاب‌آوری

۸-۴-۴- شاخص‌های عملکرد مربوط به هزینه

۸-۴-۴-۱- هزینه‌های طول عمر

۸-۴-۴-۲- ریسک

۸-۵- به‌روزرسانی عملکرد پل

۸-۵-۱- نقش بازرسی و پایش سلامت سازه

۸-۵-۲- به‌روزرسانی بیژین (Bayesian)

۸-۶- جمع‌بندی

تعریف اصطلاحات

مراجع

فصل نهم  / تئوری سازه

۹-۱- مقدمه

۹-۱-۱- معادلات پایه: تعادل، سازگاری و قانون مشخصه

۹-۱-۲- سه سطح: مکانیک محیط پیوسته، روش المان محدود، و تئوری تیر-ستون

۹-۱-۳- مکانیک سازه تحلیلی، مکانیک سازه محاسباتی، و مکانیک سازه کیفی

۹-۱-۴- تحلیل ماتریسی سازه‌ها: روش نیرو و روش جابجایی

۹-۲- معادلات تعادل

۹-۲-۱- معادلات تعادل و معادله کار مجازی

۹-۲-۲- معادله تعادل برای المان‌ها

۹-۲-۳- تبدیل مختصات

۹-۲-۴- معادله تعادل برای سازه‌ها

۹-۲-۵- خطوط و سطوح تاثیر

۹-۳- معادلات سازگاری

۹-۳-۱- نغییرشکل وکرنش بزرگ

۹-۳-۲- معادله سازگاری برای اجزاء

۹-۳-۳- معادله سازگاری برای سازه

۹-۳-۴- قانون مزدوج

۹-۴- معادلات مشخصه

۹-۴-۱- الاستیسیته و پلاستیسیته

۹-۴-۲- رفتار الاستیک خطی و الاستیک غیرخطی

۹-۴-۳- هندسه غیرخطی

۹-۵- روش تغییرمکان

۹-۵-۱- ماتریس سختی برای اجزاء

۹-۵-۲- ماتریس سختی برای سازه

۹-۵-۳- معکوس ماتریس

۹-۵-۴- توجه خاص

۹-۶- زیرسازه و لحاظ تقارن

مراجع

فصل دهم / روش المان محدود

۱۰-۱- مقدمه

۱۰-۲- FEM برای مسئله مقدار مرزی یک بعدی

۱۰-۲-۱- مسئله مقدار مرزی یک بعدی

۱۰-۲-۲- فرم قوی و فرم ضعیف

۱۰-۲-۳- روش باقیمانده‌های وزنی(WRM)

۱۰-۲-۴- FEM

۱۰-۲-۵- خطا

۱۰-۲-۶- المان ایزوپارامتریک

۱۰-۳- FEM برای مسائل مکانیک جامدات

۱۰-۳-۱- فرم قوی و فرم ضعیف

۱۰-۳-۲- FEM

۱۰-۳-۳- المان‌های ایزوپارامتریک

۱۰-۳-۴- شمای انتگرال‌گیری گاوس

۱۰-۳-۵- محاسبه تنش

۱۰-۴- برخی موضوعات دیگر در مکانیک سازه

۱۰-۴-۱- المان‌های سازه‌ای

۱۰-۴-۲- تحلیل غیرخطی

مراجع

فصل یازدهم / مدلسازی سازه‌ای

۱۱-۱- مقدمه

۱۱-۲-پس زمینۀ نظری

۱۱-۳- مدلسازی

۱۱-۳-۱- برنامه‌ها‌ی کامپیوتری موجود

۱۱-۳-۲- انتخاب روش مدلسازی

۱۱-۳-۳- هندسه

۱۱-۳-۴- خواص مصالح و مقطع

۱۱-۳-۵- شرایط مرزی

۱۱-۳-۶- بارها

۱۱-۴- جمع‌بندی

مراجع

فصل دوازدهم / طراحی بتنی

۱۲-۱-مقدمه

۱۲-۲-مشخصات مصالح

۱۲-۲-۱-بتن

۱۲-۲-۱-۱-مقاومت بتن محصور نشده

۱۲-۲-۱-۲-مقاومت بتن محصور شده

۱۲-۲-۱-۳- خزش

۱۲-۲-۱-۴-جمع شدگی (shrinkage)

۱۲-۲-۱-۵-خستگی (Fatigue)

۱۲-۲-۲-فولاد مسلح کننده(Reinforcing Steel)

۱۲-۲-۲-۱-روابط مقاومت(Strength Relationships)

۱۲-۲-۲-۲- خستگی (Fatigue)

۱۲-۲-۳- پیش‌تنیدگی فولاد (Prestressing Steel)

۱۲-۲-۳-۱-کابل پیش‌تنیدگی(Prestressing Strand)

۱۲-۲-۳-۲- میلگرد پیش‌تنیدگی (Prestressing Bars)

۱۲-۲-۳-۳-وادادگی(Relaxation)

۱۲-۲-۳-۴- خستگی (Fatigue)

۱۲-۲-۴- مصالح نوین (New Materials)

۱۲-۲-۴-۱-الیاف کربن (Carbon Fiber)

۱۲-۲-۴-۲- الیاف شیشه‌ای (Glass Fiber)

۱۲-۳- حالات حدی نهایی

۱۲-۴- مدل‌سازی مقطع مسطح

۱۲-۴-۱- مفروضات

۱۲-۴-۲- حالت حدی بهره‌برداری

۱۲-۴-۲-۱- مقاطع مسلح شده

۱۲-۴-۲-۲- مقاطع پیش‌تنیده

۱۲-۴-۲-۳- ترک

۱۲-۴-۲-۴- خستگی

۱۲-۴-۳- حالت حدی مقاومت

۱۲-۴-۳-۱- مفاهیم عمومی

۱۲-۴-۳-۲- مقاومت خمشی اسمی

۱۲-۴-۳-۳- مقاومت برشی اسمی

۱۲-۴-۳-۴- مقاومت محوری اسمی

۱۲-۴-۴- حالت حدی بحرانی

۱۲-۴-۵- مثال‌های طراحی

۱۲-۴-۵-۱- ستون‌های دایره‌ای

۱۲-۴-۵-۲- تیر بتن آرمه

۱۲-۴-۵-۳- تیر بتنی پیش‌تنیده

۱۲-۵- مدل‌سازی خرپایی (strut and tie)

۱۲-۵-۱- مفروضات

۱۲-۵-۲- المان‌های فشاری

۱۲-۵-۳- المان‌های کششی

۱۲-۵-۴- گره‌ها

۱۲-۵-۵- ملاحظات بهره‌برداری

۱۲-۵-۶- مثال تیر عمیق

۱۲-۶- جمع‌بندی

مراجع

فصل سیزدهم / طراحی فولاد

۱۳-۱- مقدمه

۱۳-۲- خواص مواد

۱۳-۲-۱- فولادهای ساختمانی

۱۳-۲-۲- پیچ و مهره و واشر

۱۳-۲-۳- فلز جوش

۱۳-۳- طبقه‌بندی مقطع

۱۳-۴- اعضای کششی

۱۳-۴-۱- تسلیم سطح مقطع کل

۱۳-۴-۲- شکستگی سطح مقطع خالص

۱۳-۴-۳-ملاحظات بهره برداری

۱۳-۵- اعضای فشاری

۱۳-۵-۱-کمانش خمشی

۱۳-۵-۲- طول مؤثر

۱۳-۵-۳-کمانش موضعی

۱۳-۵-۴- اعضای فشاری ساختنی

۱۳-۵-۵- اعضای تحت ترکیب فشار و خمش

۱۳-۶- اعضای خمشی

۱۳-۶-۱- لنگر تسلیم و لنگر پلاستیک

۱۳-۶-۱-۱-ضریب شکل

۱۳-۶-۲-کمانش موضعی

۱۳-۶-۳- کمانش پیچشی-جانبی

۱۳-۶-۴- رفتار برشی اعضای خمشی

۱۳-۶-۵- ملاحظات سطح بهره برداری

۱۳-۷-موضوعات مربوط به تیرورق

۱۳-۷-۱-کمانش موضعی

۱۳-۷-۲-کمانش خمشی جان و حذف بار

۱۳-۷-۳- شاهتیرهای ترکیبی

۱۳-۷-۴-کمانش جانبی بال فشاری

۱۳-۸- مبانی اتصالات

۱۳-۸-۱- پیچ و اتصالات پیچی

۱۳-۸-۱-۱-انواع خرابی

۱۳-۸-۱-۱-۱-گسیختگی کششی

۱۳-۸-۱-۱-۲-شکست برشی

۱۳-۸-۱-۱-۳- اندرکنش کشش و برش

۱۳-۸-۱-۱-۴- لغزش اتصال

۱۳-۸-۱-۱-۵-لهیدگی پیچ

۱۳-۸-۲-جوش و اتصالات جوشی

۱۳-۸-۲-۱-مقاومت جوش گوشه

۱۳-۸-۲-۲- مقاومت جوش نفوذی

تعریف واژگان

مراجع

فصل چهاردهم / کاربرد پلیمرهای مسلح به الیاف (FRP) در پل‌ها

۱۴-۱- مقدمه

۱۴-۲- پلیمرهای مسلح به الیاف (FRP)

۱۴-۲-۱- اجزاء اصلی پلیمر مسلح به الیاف

۱۴-۲-۱-۱- الیاف

۱۴-۲-۱-۲- رزین‌ها

۱۴-۲-۲- مشخصات پیلمرهای مسلح شده با FRP

۱۴-۲-۳- روابط مشخصه برای FRP‌ها

۱۴-۲-۳-۱- مقاومت کششی و مدول الاستیسیته

۱۴-۲-۳-۲- مقاومت و مدول الاستیسیته فشاری

۱۴-۲-۴- رفتار بتن مسلح به FRP

۱۴-۲-۴-۱- سازگاری کرنش‌ها

۱۴-۲-۴-۲- مودهای شکست

۱۴-۲-۴-۲-۱- نسبت تسلیح شکست متوازن

۱۴-۲-۴-۲-۲- شکست ناشی از خرد شدن بتن

۱۴-۲-۴-۲-۳- شکست کششی

۱۴-۳- دوام پلیمرهای مسلح به الیاف (FRP)

۱۴-۴- عرشه پل

۱۴-۴-۱- عرشه‌های پل دارای FRP

۱۴-۴-۲- دال‌های عرشه‌ پل با FRP

۱۴-۴-۲-۱- دال‌های مهارشده داخلی

۱۴-۴-۲-۲- دال‌های مهارشده خارجی

۱۴-۵- مقاوم‌سازی پل‌های بتنی

۱۴-۵-۱- کلیات

۱۴-۵-۲- مقاوم‌سازی اعضای خمشی

۱۴-۵-۳- مقاوم‌سازی اعضای فشاری

۱۴-۵-۴- مقاوم‌سازی برای برش

۱۴-۵-۵- مطالعات موردی استفاده از پلیمرهای در بهسازی

۱۴-۶- مقاوم‌سازی پل‌های چوبی

۱۴-۷- مطالعه موردی

۱۴-۷-۱- پل Crowchild Trail، آلبرتا

۱۴-۷-۲- اسکله بندرگاهی Hall، واقع در Nova Scotia

۱۴-۷-۳- پل Joffre، واقع در Que’bec

۱۴-۷-۴- پل Taylor، واقع در Manitoba

۱۴-۷-۵- پل Centre Street، واقع در آلبرتا

۱۴-۷-۶- پل عابر Universite’ de Sherbrook، واقع در کبک

۱۴-۷-۷- پل Tourand Creek، واقع در Manitoba، کانادا

۱۴-۷-۸-پل Val-Alain بر روی بزرگراه شماره ۲۰ شرقی

۱۴-۷-۹- بهسازی عرشه پل خیابان Glendale (بخش نیاگارا، اونتاریو)

مراجع

فصل پانزدهم / فولاد با عملکرد بالا

۱۵-۱- مقدمه

۱۵-۲- خواص مواد

۱۵-۳- مشخصات خستگی و گسیختگی

۱۵-۴- جوش‌پذیری

۱۵-۵- خاصیت ضد زنگ

۱۵-۶- مطالعات و تجربیاتی از پل‌هایی که با فولاد با عملکرد بالا طراحی شده‌اند

۱۵-۶-۱- ایالات متحده (Hamby et al., 2002)

۱۵-۶-۱-۱- مطالعۀ هزینۀ طراحی شاهتیر

۱۵-۶-۱-۲- تجربۀ تنسی

۱۵-۶-۱-۳- تجربۀ پنسیلوانیا

۱۵-۶-۲- ژاپن

۱۵-۶-۲-۱- پل تیر ورق (JSCE, 2009)

۱۵-۶-۲-۲- پل تیر ورق بلندتر (JSCE, 2009)

۱۵-۶-۲-۳- پل تیر ورق مرکب پیوسته دو دهانه‌ای (JSCE, 2009)

۱۵-۶-۲-۴- پل خرپای فولادی (انجمن مهندسین عمران ژاپن، ۲۰۰۹)

۱۵-۶-۲-۵- تیر ورق با مقطع فشرده (یاماگوچی و همکاران، ۲۰۱۱)

۱۵-۶-۲-۶- پل دروازۀ توکیو (انجمن مهندسین عمران ژاپن، ۲۰۰۹)

۱۵-۷- پل‌های فولادی ضد زنگ

۱۵-۷-۱- عملکرد پلهای فولادی ضد زنگ

۱۵-۷-۲- ارزیابی خورندگی جوی (انجمن ساخت و ساز فولاد ژاپن، ۲۰۰۶، ۲۰۰۹؛ یاماگوچی، ۲۰۰۷)

۱۵-۷-۳- تعمیر و نگهداری پل‌های فولادی ضد زنگ (انجمن ساخت و ساز فولاد ژاپن، ۲۰۰۶، ۲۰۰۹؛ یاماگوچی، ۲۰۰۸)

۱۵-۷-۳-۱- مفاهیم پایه

۱۵-۷-۳-۲- بازرسی‌‌ها

۱۵-۷-۳-۳- روشهای بازرسی

۱۵-۷-۳-۳-۱- ارزیابی ظاهر خارجی

۱۵-۷-۳-۳-۲- آزمایش چسب اسکاچ

۱۵-۷-۳-۳-۳- اندازه گیری ضخامت زنگ

۱۵-۷-۳-۳-۴- اندازه گیری ضخامت ورق

۱۵-۷-۳-۴- کنترل و تأیید عملکرد

۱۵-۸- دردسترس بودن و هزینه

۱۵-۹- جمع‌بندی

مراجع کتاب مهندسی پل