مطالعه مشکلات شمع‌های مایل در عملکرد لرزه‌ای اسکله‌های شمع و عرشه

اسکله‌های شمع و عرشه یکی از متداول‌ترین سازه‌های دریایی هستند که توجه به مسائل لرزه‌ای و رفتار آنها در زلزله ضروری است. از جمله مسایلی که درباره عملکرد اسکله‌های شمع و عرشه مورد بحث و گفتگو قرار می‌گیرد، به‌کارگیـری « شمع مایل» در این اسکله‌ها است. شمع مایل به خاطر دارا بودن سختی محوری بالا به کنترل تغییرمکان اسکله و همچنین کاهش تعداد کل شمع‌ها و نهایتاً اقتصادی‌تر کردن طراحی کمک شایانی می‌کند. اما با وجود مزایا و قابلیت‌های شمع‌های مایل، این شمع‌ها دارای معایبی نیز می‌باشند. در این مقاله ابتدا مشکلات شمع‌های مایل با توجه به مشاهدات انجام شده در زلزله های بزرگ معرفی شده است. مشکل اصلی شمع‌های مایل عملکرد لرزه‌ای نامطلوب آنهاست که تمرکز اصلی این مقاله نیز بر روی همین مشکل است. در ادامه تحقیق برای بررسی تحلیلی عملکرد شمع مایل، یک اسکله شمع و عرشه نمونه در دو حالت بدون شمع مایل و با شمع مایل مدلسازی شده و مورد تحلیل و ارزیابی لرزه‌ای قرار گرفته است و در مرحله بعد نتایج آنها مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور مدلسازی و پیش‌بینی عملکرد لرزه‌ای سازة اسکله از آنالیز غیرخطی استاتیکی (pushover) استفاده شده است. مطالعات و تحلیل‌های انجام گرفته نشان می‌دهد که سختی زیاد شمع‌های مایل باعث افزایش سختی کل سازه و نتیجتاً افزایش تقاضای لرزه‌ای می‌شود. علاوه بر این، از آنجا که شمع مایل به ناچار مقداری بار ثقلی تحمل می‌کند و تحت نیروی محوری فشاری قرار می‌گیرد، قادر نیست شکل‌پذیری مناسبی از خود نشان دهد. این امر روی شکل‌پذیری و ضریب رفتار کل سازه تأثیر نامطلوب می‌گذارد و می‌تواند طراحی را به طور قابل توجهی غیر اقتصادی ‌کند. همچنین شمع مایل به خاطر سختی جانبی زیاد قسمت عمده‌ای از نیروی جانبی را جذب می‌کند و باعث ایجاد تمرکز تنش در نواحی سرشمع و عرشه و همچنین پخش نامتوازن بار در کل سازه می‌گردد که متعاقباً به بروز خسارت در اعضا و افزایش احتمال تخریب در کل اسکله می‌انجامد. بر اساس نتایج این مطالعه و بر مبنای درک عمیقتری که از رفتار اسکله‌ها و شمع‌های مایل حاصل می‌شود، می‌توان نتیجه گرفت که در صورت امکان باید از ترکیب شمع قائم و شمع مایل گریز کرد. در عین حال در صورتی که به دلایلی استفاده از شمع مایل اجتناب‌ناپذیر باشد، باید ملاحظات و تدابیر خاصی جهت ترکیب شمع قائم و مایل در نظر گرفته شود.