تاثير پارامترهاي موثر بر صلبيت كف بر روي ظرفيت دوران تير در خرابي پيشرونده قاب‌هاي خمشي فولادي

Influence of Effective Parameters on Rigidity of the Floor on Beam's Chord Rotation Capacity in the Progressive Collapse of Steel Moment Frames

خرابي پيشرونده به گسترش يك آسيب موضعي اوليه در درون سازه اطلاق مي‌شود كه به دنبال آن، خرابي به صورت زنجيره‌اي در سازه گسترش مي‌يابد و باعث خرابي بخشي از سازه يا كل سازه مي‌گردد. پارامترهاي بسياري وجود دارند كه مي‌توانند بر روي مقاومت در برابر خرابي پيشرونده تأثير گذار باشند. يكي از اين پارامترها، صلبيت كف طبقات مي‌باشد كه در مدلسازي ساير محققين كمتر بدان پرداخته شده است. از اين‌رو، در اين تحقيق به بررسي تأثير صلبيت كف بر روي مقاومت در برابر خرابي پيشرونده پرداخته شده است. براي اين منظور تيرهاي دهانه مربوط به "ستون حذف شده"، به همراه سقف عرشه فولادي، در نرم‌افزار المان محدود مدلسازي و بررسي شده است. با توجه به اينكه، منظور نمودن اثر كف طبقات در خرابي پيشرونده موثر مي‌باشد، از اين‌رو، سازه قاب خمشي سه بعدي با كف طبقات عرشه فولادي در نرم‌افزار، مدلسازي شده است. براي بررسي خرابي پيشرونده، سازه تحت تحليل استاتيكي غيرخطي افزاينده قائم و تحليل ديناميكي غيرخطي قرار گرفته است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد، تحليل استاتيكي غيرخطي همچون تحليل‌ ديناميكي غيرخطي، به نحو مناسبي دوران قطري تير را برآورد مي‌كند. همچنين، در اين تحقيق تأثير پارامترهاي مؤثر بر صلبيت كف (ضخامت سقف و طول دهانه) بر روي ظرفيت دوراني تير در خرابي پيشرونده مورد بررسي قرار گرفت و نتيجه گرديد كه افزايش ضخامت كف موجب افزايش ظرفيت دوران قطري تير و افزايش طول دهانه، موجب كاهش ظرفيت دوران قطري مي‌گردد.

The progressive collapse of a structure is the development of an initial local damage that damage is extended in the structure and structural failure is occurred. There are many parameters that could effect on the resistance of structure against progressive collapse. One of these parameters is rigidity of the floor that less attention in its modeling has been paid. Therefore, in this paper the effect of the floor's rigidity has been discussed on the resistance of structure against progressive collapse. For this purpose, beams of span that it’s column has been removed, with metal deck floor is modeled in the finite element software. Since the rigidity of the floor is effective in the progressive collapse, three-dimensional moment frame structure with metal deck floor has been modeled in the ABAQUS software. The nonlinear static analysis (push down analysis) and the nonlinear dynamic analysis are used to investigate the progressive collapse. In the nonlinear static analysis, the column has been removed and the gravity load with the magnification coefficient equal two has been applied to the span that it’s column is removed. Then the gravity load gradually has been increased. The nonlinear dynamic analysis in the progressive collapse consists of two steps. In the first step, gravity load of the column that has been removed, is replaced as a concentrated force. In the second step, dynamic load is defined as the short time and the nonlinear dynamic analysis is done. The investigations of this study showed that considering rigidity of the floor in the modeling, has an important influence on the results of the progressive collapse. Considering the rigidity of the floor increased the maximum vertical load. Thus, regarding with progressive collapse, rigidity of the floor should be reviewed and considered in the modeling.