The Effect of Local Damage on Energy Absorption of Steel Frame Buildings During Earthquake

تخريب پيش رونده نوعي از خرابي است كه در آن بخشي از سازه دچار فروريزش شده و اين فروريزش در كل سازه و يا بخش بزرگي از آن توزيع مي‌شود. از آن‌جاكه خرابي پيش‌رونده‌‌ي لرزه‌اي مي تواند در هرسازه‌اي مستقل از تعداد طبقات رخ دهد، در تحقيق حاضر به مطالعه‌ي رفتار ساختمان فولادي يك طبقه در برابر خرابي پيش‌رونده‌ي ناشي از بارهاي لرزه‌اي پرداخته شده است. همچنين، تاثير نسبت تعداد و طول دهانه‌ها در دو راستاي سازه بر روي رفتار آن ارزيابي شده و الگوي خرابي سازه تحت اثر خرابي پيش رونده ناشي از اثر توام بارهاي ثقلي و لرزه‌اي استخراج شده است. بر اساس نتايج به دست آمده، با كاهش نسبت طول و تعداد دهانه‌ها در راستاي اعمال بار جانبي بر مقدار متناظر در راستاي ديگر، سهم قاب آسيب ديده و قاب‌هاي مجاور آن در تحمل تغييرشكل‌هاي جانبي افزايش پيدا مي‌كند. در انتها جهت مقايسه رفتار سازه در برابر خرابي پيش رونده ناشي از بارهاي ثقلي و تركيب اثر بارهاي ثقلي و لرزه‌اي، تحليل ديناميكي غيرخطي حذف ستون نيز انجام شد. نتايج به دست آمده حاكي از تفاوت رفتار سازه تحت اثر دو نوع خرابي پيش رونده است.

Progressive collapse is a kind of failure in which whole or large part of a structure collapses when a local damage occurs and distributes to other parts. Earthquake inspections indicate that structural element can be damaged during earthquakes and this initial damage distributes to the other parts, so seismic progressive collapse is proposed as a research issue. As the earthquake induced progressive collapse could occur in any building independent of the number of stories, in this work, seismic progressive collapse of a one-story steel building was investigated. The effect of variation in the number and length of spans in both directions was also studied. Based on the obtained results, by decreasing the spans length and number in the direction of lateral loading compared with its perpendicular direction, the behavior of the structure becomes more critical. Furthermore, failure pattern of the structure under seismic progressive collapse was investigated. The results showed that collapse pattern is in a way that the damaged frame as well as the nearby frames has the most participation in supporting lateral deformations, and by distancing away from the damaged frame, deformation of the frames decreases. At the end, non-linear dynamic column removal analysis was carried out and the obtained results showed differences between the behavior of the structure under seismic progressive collapse and sudden column removal analyses.