بررسي خرابي پيش رونده در قاب هاي بتن آرمه با در نظر گرفتن نواحي صلب انتهايي و انواع مختلف سناريوهاي حذف زماني ستون

Investigation of progressive collapse in reinforced concrete frames, considering end rigid zones and various scenarios for column removal duration

در اين پژوهش به بررسي پارامترهاي نواحي صلب انتهايي و مدت زمان حذف ستون در خرابي پيش رونده قاب‌هاي بتن‌آرمه پرداخته شده است. به دليل بزرگ بودن ابعاد تيرها و ستون ها در ساختمان هاي بتن آرمه نمي توان از اثر ناحيۀ صلب انتهايي آن ها صرفنظر نمود. مدت زمان حذف ستون نيز از ديگر پارامترهايي است كه با توجّه به علّت وقوع حادثه مي‌تواند مقادير متفاوتي را به خود اختصاص دهد كه در اين مطالعه حذف ستون‌ها به صورت ناگهاني، آيين‌نامه‌اي و تدريجي بررسي گرديد. براي اين منظور دو قاب بتن‌آرمۀ 4 و 8 طبقه در نرم‌افزار OpenSees مدلسازي شدند. در هر كدام از اين دو قاب، با حذف ستون مياني و گوشه به بررسي ميزان تأثير نواحي صلب انتهايي و مدت زمان حذف ستون‌ها پرداخته شد. در بررسي نواحي صلب انتهايي براي ارزيابي سختي قائم سازه و دوران تيرها با درنظرگرفتن سطح عملكرد، از تحليل ديناميكي غيرخطي و براي ارزيابي ظرفيت سازه از تحليل استاتيكي غيرخطي بارافزاينده قائم استفاده گرديد. در بررسي پارامتر زمانِ حذف ستون نيز از تحليل ديناميكي غيرخطي براي بررسي سختي قائم و بررسي سطح عملكرد تيرها استفاده شد. پس از تحليل قاب‌ها مشخّص شد كه نواحي صلب انتهايي تأثير بسزايي را در افزايش سختي قائم در سازه داشته است؛ اين در حالي است كه اين تأثير در دوران تيرها و ظرفيت سازه نقش كمتري را ايفا كرده است. مدت زمان حذف ستون نيز نقش مؤثري را در مقدار بيشينه تغيير مكان قائم داشته است. اين تأثير در حذف تدريجي به صورت كاملاً آشكارا ديده شده است اما در حذف ناگهاني و آيين‌نامه‌اي، اختلاف بسيار ناچيز بوده است.

In this study, some researches about end rigid zones parameters and column removal duration in progressive collapse reinforced concrete frames are taken place. Due to massive dimensions of beams and columns in reinforced concrete frames, the effect of end rigid zones cannot be ignored. Column removal duration is one of the variables that can have different values considering the cause of an accident in which this study it is assessed in conditions such as suddenly, standard and gradually removal. Therefore, two 4- and 8-storey reinforced concrete frames are analyzed via OpenSees Software. The impact of end rigid zones and column removal duration in either frames has been evaluated by removal of the middle and corner column. In order to evaluate end rigid zones for determining vertical stiffness of structure and beams rotation considering performance level, nonlinear dynamic analysis is used. In addition, to assess structural capacity, nonlinear static analysis of increasing load is applied. To evaluate column removal duration, nonlinear dynamic analysis is used to assess the vertical stiffness and performance level of beams. After analyzing the frames, it was shown that the end rigid zone can have a great impact on increasing vertical stiffness; while having much lower influence on beam rotation and structural capacity. Column removal duration can also have an impressive effect on maximum value of vertical displacement. This effect is highly demonstrated in gradually removal; however there is a slight difference in suddenly and standard removal.