كليدواژه :
خرابي پيشرونده , سازههاي بتن مسلح , سيستم باربر جانبي , حذف ستون در سازه
چكيده فارسي :
خرابي پيشرونده پديدهاي خاص در سازهها است كه در آن كل سازه و يا بخشي از آن به علت بروز آسيب يا گسيختگي موضعي در قسمت محدودي از سازه خراب ميگردد. در اين پديده، خرابي اغلب به علت يك حادثه مانند انفجار در سازه شروع شده و سپس به دلايلي نظير عدم بازتوزيع مناسب نيروها بين ساير اعضاي سازهاي به ديگر بخشهاي سازه نيز پيشروي مينمايد. در سالهاي اخير مطالعه بر روي اين پديده به طور روزافزون مورد توجه قرار گرفته و تحقيقات زيادي از جنبههاي مختلف بر روي اين موضوع انجام شده است. يكي از حوزههاي مورد مطالعه در اين زمينه، بررسي اثر سيستم سازهاي بر پتانسيل وقوع خرابي پيشرونده در ساختمانها است. يكي از متداولترين انواع سازههاي ساختماني، ساختمانهاي بتن مسلح ميباشد كه در كشور ما نيز به صورت گسترده مورد استفاده قرار ميگيرد. در اين ساختمانها انواع مختلفي از سيستمهاي سازهاي نظير قابهاي خمشي بتني، سيستمهاي دوگانه قاب خمشي بتني همراه با ديوارهاي برشي بتني و غيره به كار برده ميشود. انتخاب يك سيستم سازهاي مناسب و نيز اقتصادي براي داشتن ايمني بيشتر در مقابل پديده خرابي پيشرونده مستلزم داشتن دانش كافي از رفتار اين سيستمها در برابر اين پديده خواهد بود. مسالهاي كه اين مقاله به دنبال آن است، رسيدن به درك مناسب از رفتار انواع سيستمهاي سازهاي ساختمانهاي بتن مسلح در برابر پديده خرابي پيشرونده و مقايسه اين سيستمها با يكديگر ميباشد. در اين راستا پس از مرور ادبيات فني در حوزه خرابي پيشرونده و بررسي ضوابط آييننامههاي موجود در اين خصوص، مدلسازيهاي عددي لازم براي انجام مطالعات مورد نظر انجام پذيرفته است. مدلهاي عددي شامل قابهاي 3، 7 و 10 طبقه بتني در سه حالت قاب خمشي متوسط بتني، قاب خمشي ويژه بتني و قاب خمشي متوسط بتني همراه با ديوار برشي متوسط بتني بوده است. بارگذاري و طراحي اين قابها نيز در دو حالت با و بدون در نظر گرفتن ضوابط مربوط به كنترل خرابي پيشرونده انجام پذيرفته است. در حالت طراحي سازهها با هدف پيشگيري از وقوع خرابي پيشرونده از ضوابط آييننامه UFC-4-023-03 استفاده شده و اين سازهها تحت حالات مختلف حذف ستون مورد ارزيابي قرار گرفتهاند. در نهايت ضوابط مربوط به تحليلهاي خطي و غيرخطي اين آييننامه نيز با يكديگر مقايسه شده است. نتايج بدست آمده نشان ميدهد كه قابهاي خمشي بتني متوسط نسبت به ساير سيستمهاي سازهاي بتني مورد بررسي در اين مقاله، از نظر اقتصادي و نيز تحمل بارهاي ناشي از حذف ستون رفتار بهتري از خود بروز ميدهند. همچنين در سازههاي مورد بررسي مشخص شده است كه در آييننامه UFC-4-023-03، ضوابط مربوط به تحليلهاي غيرخطي حاشيه امنيت بالاتري را نسبت به تحليلهاي خطي در نظر ميگيرند.
چكيده لاتين :
Progressive collapse is a particular phenomenon in structures in which all or a part of the structure is collapsed due to a local damage or fracture in a limited part of the structure. This phenomenon is often triggered by an accident such as an explosion in the structure and then progresses for reasons other than the proper redistribution of forces between other members of the structure. In this phenomenon, failure is often triggered by an accident such as an explosion in the structure and then progressed to other parts of the structure due to some reasons such as inappropriate redistribution of forces between the other structural members. In recent years, study on progressive collapse in structures has been increasingly taken into account and a number of different researches have been conducted on this topic. One of the issues discussed in this regard is the impact of structural systems on the potential for progressive collapse in buildings. One of the most common types of building structures is reinforced concrete buildings that are also widely used in Iran. In these buildings, various types of structural systems such as “moment-resisting frames systems”, “bearing wall systems”, “dual systems include moment-resisting frames and shear wall”, etc. are used. Choosing an appropriate system to have more safety against a premature failure requires knowledge of the behavior of these systems against this phenomenon. Proposing and choosing an appropriate structural system to have more safety against the progressive collapse, taking account economic considerations, requires having sufficient knowledge of the behavior of these systems against this phenomenon. In this paper, an attempt has been made to compare the behavior of various structural systems of reinforced concrete structures against the progressive collapse. In this regard, after literature review on the researches and existing standards/codes provisions related to this issue, nine reinforced concrete frames different in structural systems or number of stories have been modeled and the behavior of these frames has been investigated. These frames consist of 3, 7, and 10-story frames, as well as three structural systems: “Intermediate reinforced concrete moment frame”, “special reinforced concrete moment frame” and “Intermediate reinforced concrete moment frame + Intermediate reinforced concrete shear walls”. The loading and design of these frames is done in two ways: taking into account the criteria for progressive collapse, without taking into account these criteria. In the design of the structures with the aim of preventing a progressive collapse, the UFC-4-023-03 regulations have been used and these structures have been evaluated under different column removal scenarios. Finally, the provisions for linear and nonlinear analysis presented in this code are also compared. The results show that in terms of the ability to withstand the loads on the structure after column removal and also economic considerations, “Intermediate reinforced concrete moment frame” have better behavior than other structural systems studied in this paper. Moreover, in the studied structures, it is determined that the UFC-4-023-03 regulations, in the nonlinear analysis method, has been provided more conservative criteria compared with linear analysis.
