ارزيابي عملكرد سازه هاي فولادي با پلان نامنظم مجهز به ميراگر ويسكوز در برابر خرابي پيش رونده

Evaluation of Steel Frame Structures with Irregular Plan and Equipped with Viscous Damper Versus Progressive Collapse

در پديده خرابي پيش رونده در سازه ها هنگام زلزله و يا عواملي نظير ضربه، حملات تروريستي، حتي در يك انفجار نزديك به سازه، تعدادي از المان هاي كليدي كه وظيفه تحمل بار را بر عهده دارند گسيخته شده كه بعد از آن خرابي و آسيب بصورت زنجيره اي در اعضاي مجاور از عضوي به عضو ديگر انتشار مي يابد كه باعث فرو ريزش بخش يا كل سازه مي شود. در اين تحقيق با حذف برخي از ستون هاي بحراني با توجه به حالت ها و سناريوهاي مختلف، رفتار سازه در برابر اين نقصان با انجام تحليل هاي غيرخطي مورد بررسي قرار مي گيرد. براي اين منظور ابتدا دو سازه فولادي 4 و 8 طبقه فولادي با استفاده از نرم افزار ETABS مورد طراحي قرار گرفته است. سپس جهت ارزيابي، در نرم افزار PERFORM-3D مطابق خصوصيات غير خطي ارايه شده در نشريه 360 (1392) مدل شدند. نتايج حاكي از آن بود كه مكان خراب شدن ستون ها و بزرگ شدن ناحيه خرابي موضعي، تاثير بسزايي بر مقاومت نهايي سازه در تحمل اضافه بار ناشي از پوش قائم داشتند، بطوري كه بيشترين پتانسيل خرابي در اين تحقيق ازآن ستون هاي گوشه بود. علاوه بر اين نتايج نشان داد در صورتي كه ميراگرهاي ويسكوز در ناحيه متاثر خرابي مجهز شده باشند، پايداري ناحيه آسيب ديده در رسيدن به تعادل جايگزين با تقويت چنين عملكردي بهبود خواهد يافت.

In the phenomenon of progressive collapse of structures due to earthquake, terrorist attack, or even an explosion close to the structure, a number of key structural elements that bear the main load will fail, thereby destructing other adjoining structural elements. This chain of structural failure continues and causes the collapse of whole structure or some structural elements of a building. In this research, the behavior of structure in different situations and scenarios considering the elimination of critical structural elements such as main columns has been evaluated with conducting nonlinear analyses. To do so, two different steel structures with 4 and 8 stories are considered. At first, all two structure models were designed using the ETABS software. Then, for the examination purpose, all of the models were simulated by Perform-3D according to nonlinear properties presented in the Code 360-92. The results indicate that the location of damage in columns has a significant effect on the ultimate resistance of the structure which undergoes the overload caused by the failure and remove of critical columns. So that the highest potential damage and lowest chain performance in this study was observed for corner-column position. Furthermore, the results show that by adding viscous dampers in the areas effected by damages, the resistance of structure until gaining the replaced equilibrium after the elimination of a column is enhanced. The only observed problem for these dampers wasthe appearance of a sudden force in the damage area corresponding to instant removal at the junction with attached column.