بررسی رفتار سازه های سه بعدی فولادی با اتصالات خمشی تحت اثر خرابی پیش رونده

طی چندین دهه گذشته، در موارد زیادی در سرتاسر جهان، سازه ها به دلیل بوجود آمدن بارهای غیرمتعارف دچار خرابی پیش رونده گردیده اند. طراحی مناسب سازه برای مقاومت در برابر این بارها یکی از راهکارهایی است که می تواند از بوقوع پیوستن خرابی پیش رونده جلوگیری کند. پس از وقایع 11 سپتامبر و فرو ریختن برجهای تجارت جهانی، سازمانهای مختلفی به تحقیق در مورد این پدیده پرداختند. از مهمترین آیین نامه های طراحی سازه در برابر خرابی پیش رونده آیین نامه gsa و آیین نامه وزارت دفاع آمریکا (ufc) می باشند. در ویرایش سال 2009 آیین نامه ufc 4-023-03، با استفاده از روش مسیر بار جایگزین توانایی سازه برای پل زدن روی المان باربر حذف شده موردارزیابی قرار می گیرد. در تـحـقیـق پیـش رو بـا اسـتناد بـه آییـن نـامـه ufc4-023-03 و بـا استـفاده از نـرم افـزار sap 2000 v.14، سازه ها با تعداد طبقات متفاوت مدلسازی و سپس با حذف ستون در موقعیت های مختلف مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار می گیرند. به بیان دیگر تاثیر عواملی نظیر تعداد طبقات و گستردگی خرابی اولیه (با حذف دو ستون همجوار) بر روند گسترش خرابی موضعی بررسـی می شود. سپس برای افزایش مقاومت سازه در برابر خرابـی پیش رونده به تحلیل دوباره همان سازه ها و این بار با تیرهای غیرمنـشوری (تیر با مقطع متغیر در طول خود) پرداخته می شود. نتایج بدست آمده به شرح ذیل است: ? با توجه به مقادیر تغییرمکان قائم محل حذف ستون و مفاصل پلاستیک تشکیل شده در تیرهای ناحیه خرابی می توان نتیجه گرفت که با حذف ستون و ایجاد خرابی اولیه، احتمال وقوع خرابی پیش رونده در سازه های با تعداد طبقات بیشتر، کمتر است. ? در هر یک از سازه های موردمطالعه، با حذف ستون در طبقات بالایی (در مقایسه با طبقه همکف) احتمال گسترش خرابی موضعی به دیگر قسمت های سازه بیشتر است. ? ? با توجه به مقادیر تغییرمکان قائم محل حذف ستون و مفاصل پلاستیک تشکیل شده در تیرها، حالت حذف 2 ستون گوشه طبقه وسط برای هر یک از سازه های موردمطالعه به عنوان بحرانی ترین حالت احتمال وقوع خرابی پیش رونده در نظر گرفته می شود. ? اگرچه استفاده از تیرهای غیرمنشوری در سازه های 10 و 15 طبقه به افزایش مقاومت سازه در برابر خرابی پیش رونده کمک می کند، اما استفاده از این تیرها در سازه 5 طبقه منجر به ایجاد مفاصل پلاستیک در ستونها شده که خود باعث وقوع حتمی خرابی پیش رونده می گردد. بنابراین تقویت تیرها به تنهایی برای افزایش مقاومت سازه در برابر خرابی پیش رونده صحیح نمی باشد.