ارزيابي عملكرد سازه هاي قاب خمشي فولادي ,ويژه در برابر حريق

Evaluation of the performance of special steel moment frames under fire conditions

سازه‌هاي فولادي در برابر آتش آسيب‌پذير مي‌باشند و با افزايش دما، مشخصات مصالح نظير مدول الاستيسيته، مقاومت نهايي و مقاومت تسليم تغيير خواهند نمود. در اين مقاله اثر حريق بر عملكرد قاب‌هاي خمشي فولادي وي‍ژه مورد بررسي قرار مي‌گيرد. بدين منظور، سناريوهاي مختلف نظير تغيير موقعيت حريق در دهانه‌ها و طبقات مختلف، مورد بررسي قرار گرفت. آناليز حرارتي و تحليل غيرخطي و در نهايت بررسي عملكرد سازه‌ها با استفاده از مصالح فولادي حرارتي اصلاح شده، انجام گرديد. نتايج حاصل شده حاكي است كه آتش سوزي‌ در دهانه خارجي ساختمان، وضعيتي بحراني را بوجود خواهد آورد. روند تغييرات نسبت بارهاي فروريزش به بارهاي طراحي، به محض رسيدن به درجه حرارت 300 درجه سانتي‌گراد، متفاوت است. در موقعيت‌هاي مختلف آتش‌سوزي و در دماهاي پايين تر از 300 درجه سانتي‌گراد، ميزان افزايش بارهاي فروريزش در مقايسه با بارهاي طراحي تقريباً 25 درصد مي‌باشد. در حالي‌كه در دماهاي بالاتر از 300 درجه سانتي‌گراد، با توجه به موقعيت قرارگيري آتش، ميزان افزايش يادشده به 60 درصد نيز خواهد رسيد. روند تغييرات بار فروريزش تحت دماهاي بالا و موقعيت‌هاي مختلف آتش‌سوزي به‌گونه‌اي است كه به مقدار مشخصي همگرا مي‌شود. بر اساس نتايج حاصله از تحليل‌هاي غيرخطي، راهكاري پيشنهادي جهت پيش‌بيني بار فروريزش قاب‌هاي فولادي تحت شرايط آتش‌سوزي ارائه گرديد

Steel structures are vulnerable to fire and material properties such as modulus of elasticity, ultimate strength and yield strength will change with increasing temperature. In this study, the effect of fire on the performance of special steel moment frames is investigated. For this purpose, different scenarios such as changing the location of the fire in different bays and floors were considered. Thermal analysis and nonlinear analysis and finally the performance of the structures were performed using modified thermal steel materials. The results indicate that the fire in the outer opening of the building will create a critical situation. the performance of the structures was evaluated based on the thermal analysis and using the modified thermal steel material. The results indicated that the fire in the exterior bays will be a critical situation. The variation trend of the ratio of collapse loads to design loads as soon as the temperature reaches 300 ° C is different. In different locations and at temperatures below 300 ° C, The increase rate of collapse loads to design loads is approximately 25%. While at temperatures above 300 ° C, with regard to the fire location, the rate of increase will reach 60%. The trend of collapse load variations under high temperatures and different fire locations is such that it converges to a certain value. Based on the results of nonlinear analysis, a design procedure was proposed to predict the collapse load of steel frames under fire conditions.