بررسی رفتار قابهای خمشی فولادی تحت تاثیر خرابی پیش رونده

در چند دهه گذشته شاهد حوادثی بودیم که در آنها تحت شرایط بارگذاری غیرعادی شدید بوجود آمده در اثر آتش ، ضربه و یا انفجار ، تعدادی از ساختمان ها در سراسر جهان متحمل خرابی جزئی یا کلی پیش رونده گردیدند. خرابی پیش رونده در سازه زمانی رخ می دهد که خرابی جزئی(موضعی) یک یا چند عضو اصلی سازه ای منجر به خرابی اعضای مجاور گردیده و در نهایت سبب گسیختگی بخشی از سازه و یا خرابی کل سیستم سازه ای می شود. خرابی پیش رونده یک پدیده دینامیکی بوده که معمولاً سبب ایجاد تغییرشکل های بزرگ در سازه می باشد. در این پدیده سیستم خراب شده برای دوام آوردن، بدنبال مسیرهای بار جایگزین می گردد. یکی از مهمترین مشخصه های خرابی پیش رونده آن است که خرابی نهایی متناسب با خرابی اولیه نمی باشد. در ایالات متحده، وزارت دفاع(dod) و اداره خدمات عمومی(gsa)، اطلاعات مفصل و آئین نامه هایی در خصوص روش های تامین مقاومت سازه ها در برابر خرابی پیش رونده منتشر کرده اند که در هر دوی آنها روش مسیر بار جایگزین برای اطمینان از مقاومت کافی سازه در برابر خرابی پیش رونده بکار گرفته شده است. روش مورد استفاده بر مبنای سناریوی حذف ستون جهت بررسی پتانسیل خرابی پیش رونده و ارزیابی توان سازه برای جذب خرابی بوجود آمده می باشد. در این تحقیق از روش های تحلیل استاتیکی خطی، استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی برای مقایسه و ارزیابی پتانسیل خرابی پیش رونده قابهای خمشی فولادی استفاده شده است. با استفاده از نرم افزار تجاری sap2000 که بر مبنای روش المان محدود عمل می کند و با در نظر گرفتن مقررات آئین نامه وزارت دفاع آمریکا(ufc 4-023-03)، سازه فولادی 10 طبقه در نظر گرفته شده برای این تحقیق، مدلسازی شده و با حذف ناگهانی ستون مورد تحلیل قرار می گیرد(8 حالت حذف ستون). تاثیر پارامترهایی مانند موقعیت محل حذف ستون و تعداد ستون های حذف شده(یعنی موقعیت و بزرگی خرابی موضعی) در این ساختمان دارای سیستم قاب خمشی مورد مطالعه قرار گرفته و مهمترین نتایج بشرح ذیل می باشد: ? تحت شرایط عمومی یکسان، با حذف ستون در طبقه فوقانی، تغییرمکان قائم محل حذف ستون و همچنین پتانسیل خرابی پیش رونده نسبت به حذف ستون در طبقه همکف بیشتر می باشد. ? با انجام تحلیل استاتیکی غیر خطی، مشخص گردید که تشکیل مفاصل پلاستیک از اعضای دارای نسبت تقاضا به ظرفیت(dcr) ماکزیمم آغاز می گردد. ? روشهای تحلیل استاتیکی خطی و استاتیکی غیرخطی نتایج محافظه کارانه ای نسبت به روش تحلیل دینامیکی غیرخطی بدست می دهند.