خرابي پيش رونده در سازه هاي فولادي با سيستم لوله اي با استفاده از تحليل ديناميكي

Progressive collapse of steel pipe system using dynamic analysis

موضوع و مبحث اين پژوهش بررسي خرابي پيش رونده در سازه هاي بلند مرتبه است . خرابي پيش رونده پديده اي است كه در آن يك خسارت جزيي يا شكستي موضعي در نهايت موجب خرابي كل سازه يا قسمت عمده آن مي شود به طوري كه تخريب و آسيب نهايي با خرابي آغازين متناسب نيست . براي بررسي خرابي پيش رونده سازه ها روش هاي ديناميكي در مقايسه با روش هاي استاتيكي پاسخها و نتايج دقيق تري را ارائه مي دهند . يكي از عوامل موثر در مقابله با خرابي پيشرونده سازه ، نوع سيستم سازه ايست .در سازه هاي بلند مرتبه يكي از سيستم هاي مقاوم سيستم لوله اي است . اين سامانه تركيبي از ستون هاي نزديك به هم و تيرهاي عميق است كه در اطراف و پيرامون ساختمان قرار مي گيرند . در اين پژوهش خرابي پيش رونده ساختمانهاي ۲۰ ، ۲۶ و ۳۲ طبقه ي فولادي با سيستم لوله اي مورد بررسي قرار گرفته است .قابهاي ساختماني مورد نظر نيز براي بررسي نيروهاي ايجاد شده در اجزاي قاب و تغيير مكان گره ها ، به روش تحليل استاتيكي خطي و ديناميكي خطي تحليل شده است .براي شبيه سازي پديده حذف ناگهاني عضو نيز نيروهاي شبيه ساز عضو بعد از گذشت زمان مشخصي حذف شده اند. نتايج حاصل از تحليل نشان مي دهد كه ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻣﻨﻈﻢ ﺑﻮدن ﺳﺎزه و ﮐﻮﭼﮑﯽ دﻫﺎﻧﻪ ﻫﺎ، ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﻌﯿﺎرﻫﺎي ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻃﺒﻖ دﺳﺘﻮراﻟﻌﻤﻞ GSA در ﻣﺤﺪوده ﻣﺠﺎز بوده و ﺳﺎزه ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ در ﺑﺮاﺑﺮ ﭘﺪﯾﺪه ﺧﺮاﺑﯽ ﭘﯿﺸﺮوﻧﺪه ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺎﻓﯽ دارد. همچنين نتايج نشان مي دهد كه ﺣﺬف ﺗﮏ ﺳﺘﻮن در ﯾﮏ ﺳﺎزه باعث مي گردد ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎرﻫﺎي ﺗﺤﻤﻞ ﺷﺪه ﻧﺎﺷﯽ از ﺳﺘﻮن ﺣﺬف ﺷﺪه ﺑﻪ ﺳﺘﻮن ﻫﺎي ﻣﺠﺎور ﮐﻪ از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﯿﺮ ﻣﺘﺼﻞ شده اﻧﺪ وارد ﮔﺮدد. همچنين روش ﻫﺎي اﺳﺘﺎﺗﯿﮑﯽ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﺤﺎﻓﻈﻪ ﮐﺎراﻧﻪ اي را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ روش دﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ در اﺧﺘﯿﺎر ﻣﺎ ﻗﺮار ﻣﯽدﻫﻨﺪ.

The subject and topic of this research is evaluation of progressive collapse in high-rise structures. Progressive collapse is a phenomenon in which a partial damage or local fracture ultimately causes to damage of the whole or major part of the structure, so that the destruction and ultimate damage does not fit with Initial failure. In the study of progressive collapse of structures, dynamic methods provide more accurate results than static methods. One of the effective factors in coping with the progressive collapse in the structure is the type of structural system. In high-rise structures one of the most resistant systems is the tubular systems. This system is a combination of pillars which closed to each other and deep grider that are located around the building. In this research, the progressive collapse of 20, 26 and 32-story steel structures with tubular systems has been studied. The structural frames are analyzed to considering the forces created in the frame components and the node displacement by static and dynamic linear analysis. Simulation of the sudden removal of the member, the forces of the simulator was deleted after a certain time. The results of the analysis show that, because of the regularity in the structure and the small size of the openings, the change in location and resistance criteria according to the GSA instruction are in the permitted range and the structure have a high resistance to the progressive collapse phenomenon. The results also show that the removal of a single column in a structure will cause to enter the bearing load due to the removed column the adjacent columns connected through the girder. Static methods also give us conservative results in comparison with the dynamic method.