ارزيابي عملكرد سازه هاي فولادي با نامنظمي در ارتفاع از نوع طبقه نرم در برابر خرابي پيش رونده

Performance Assessment of Steel Structures with Soft Floor Type of Irregularity in Height against Progressive Collapse

در پديده خرابي پيش رونده در سازه ها، يك خرابي موضعي در اثر زلزله، آتش سوزي، ضربه، حملات تروريستي يا حتي يك انفجار نزديك به سازه، مي تواند تغيير شكل قابل توجهي ايجاد كند و منجر به فرو ريزش كل سازه و يا بخشي از آن شود. در اين مقاله، به بررسي خرابي پيش رونده در قاب هاي خمشي متوسط با نامنظمي در ارتفاع پرداخته شده است. با حذف المان هاي بحراني نظير برخي ستون هاي خاص با توجه به حالت ها و سناريوهاي مختلف، رفتار سازه در برابر اين نقصان مورد بررسي قرار مي گيرد. براي اين منظور سه سازه فولادي 5، 10 و 15 طبقه يك بار بصورت منظم و يك بار بصورت نامنظم در ارتفاع در نظر گرفته شد و براي ايجاد نامنظمي در سختي جانبي از آيين نامه 2800 استفاده و ارتفاع طبقه همكف افزايش داده شده است. براي طراحي از نرم افزار ETABS با در نظر گرفتن آيين نامه AISC 360-10 استفاده شده است. سپس جهت تحليل استاتيكي غير خطي مطابق با توصيه هاي GSA، از نرم افزار PERFORM 3D و از خصوصيات غير خطي ارائه شده در نشريه 360 استفاده شده است. نتايج حاصل حاكي از آن است كه با افزايش تعداد طبقات سازه تاثير نامنظمي در ارتفاع در برابر خرابي پيش رونده كمتر مي شود. همچنين مدل هاي سازه اي مورد مطالعه در نتيجه حذف ستون هاي گوشه داراي بيشترين پتانسيل خرابي و در عين حال داراي كم ترين عملكرد زنجيره اي در جهت پيشگيري از ادامه روند خرابي هستند. مقاومت نهايي سازه با افزايش خرابي موضعي، يعني اضافه شدن يك ستون ديگر به ناحيه ي خراب شده در گوشه و پيرامون سازه نسبت به ستون هاي داخلي با شدت بيشتري كاهش مي يابد.

In the event of a progressive collapse in structures, a local failure due to an earthquake, fire, impact, terrorist attacks, or even an explosion next to the structure can cause considerable deformation and may lead to the collapse of the entire structure or part of it. In this thesis, the progressive collapse in moderate flexible frames with irregularities in lateral stiffness is investigated. By eliminating critical elements such as certain columns, according to different modes and scenarios, the behavior of the structure against this deficiency is examined. For this purpose, three steel structures with 5, 10 and 15 stories were considered once regularly and then irregularly in height, and for making irregularities in lateral stiffness, the height of the ground floor was increased according to 2800 Code. The models of structures were designed by ETABS with considering the standard of AISC 360-10. Then for static and nonlinear dynamic analysis with the recommendations of GSA, all of the models were simulated with PERFORM-3D according to nonlinear features presented in journal 360. the results of the nonlinear static analysis represent that if the number of stories are increased, the load factor has increased too. Also, in the structural models of the case study if the corner column is eliminated, the results shows the most potential of failure and at the same time have the least chain performance to prevent the continuation of the failure process. The ultimate strength of the structure decreases by increasing local failure in the corners and around of the structure compared to the internal columns of the structure like adding another column to collapsed area.