بررسی خرابی پیشرونده در سازه های بتن آرمه با درنظرگرفتن اثر میانقاب بنایی

یکی از مکانیزم هایی خرابی سازه ها که در دهه های اخیر توجه به آن افزایش پیدا کرده است خرابی پیشرونده نامیده می شود. در خرابی پیشرونده به علت تصادف، حمله یا انفجار و یا هر دلیل غیر عادی دیگری، یک یا تعدادی از اعضای سازه ناگهان شکست می خورند و پس از آن ساختمان به صورت پیشرونده خراب می شود. میانقاب های بنایی به صورت گسترده در ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرند. این میانقاب های بنایی عموما به عنوان عضو غیرسازه ای درنظرگرفته می شوند و فقط وزن آنها در طراحی لحاظ می شود. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی اثر میانقاب ها روی سازوکار خرابی پیشرونده قاب های بتن مسلح می باشد. بدین منظور 3 ساختمان بتن آرمه 1، 2 و 3 طبقه با دهانه های 4، 5 و 6 متر انتخاب شده و هرکدام از ساختمان ها به صورت قاب خمشی بتنی دوبعدی با آیین نامه aci318 طراحی شده است. هرکدام از این 9 نمونه دارای 4 الگوی هندسی دیوار میان قاب بنایی می باشند. یکی از الگوها بدون بازشو و بقیه دارای بازشو می باشند. مقاومت میانقاب بنایی به دوصورت میله فشاری معادل معرفی شده توسط دستورالعمل بهسازی لرزه ای fema-356 (federal emergency management agency) و یک پوسته، برای نشان دادن اثر آن ها در سازوکار خرابی پیشرونده قاب های بتن مسلح، شبیه سازی شده اند. تحلیل های دینامیکی غیرخطی و استاتیکی غیرخطی در نرم افزار sap2000 برای قاب های بتن مسلح دوبعدی با الگوهای متفاوت دیوارهای میان قاب، درحالت حذف ناگهانی ستون وسط انجام شده است. نتایج نشان می دهد که اثر دیوارهای میانقاب در مکانیزم خرابی پیشرونده قابل ملاحظه می باشد و درنظرگرفتن آن رفتار واقعی تری را بعد از حذف ناگهانی ستون نشان می دهد. در ادامه، براساس نتایج تحلیل ها بر روی قاب ها با میانقاب و با الگوی هندسی متفاوت، به بررسی اثر هندسی قاب و دیوار میان قاب در مقاومت خرابی پیشرونده پرداخته شده است. در مرحله بعد، برای نشان دادن اثر درنظرگرفتن دیوار میان قاب بنایی و همچنین بررسی روش های معرفی شده برای مدل سازی دیوار میانقاب، نتایج شکست دو ساختمان واقعی ارزیابی شده است. این ساختمان ها یک هتل 5 طبقه بتنی و یک بیمارستان 20 طبقه بتنی می باشد. در ساختمان هتل 5 طبقه دو عدد از ستون های محیطی آن و در ساختمان بیمارستان 20 طبقه یکی از ستون های میانی آن به صورت ناگهانی منهدم و مورد آزمایش قرار گرفته است. مدل سازی این ساختمان ها با و بدون دیوارهای میانقاب موجود انجام شده است و نتایج تحلیل های دینامیکی غیر خطی با نتایج ثبت شده واقعی مقایسه شده است. در نهایت، براساس نتایج تحلیل ها و حالت های شکست دیوار میانقاب، یک روش ساده جهت مدل سازی دیوار میانقاب مصالح بنایی معرفی شده است و نتایج تحلیل مدل جدید با مدل های قبل مقایسه شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد که مدل سازی دیوار میانقاب در بررسی خرابی پیشرونده قابل ملاحظه می باشد. همچنین مدل سازی پوسته برای دیوار میانقاب به واقعیت نزدیکتر است و نتایج مدل پیشنهادی برای دیوار میان قاب در مقایسه با مدل میله معادل دستورالعمل fema-356، نزدیکی بیشتری به نتایج آزمایشگاهی و مدل پوسته دارد.