ارزیابی تاثیر نامنظمی هندسی در پلان بر پتانسیل خرابی پیش رونده قاب های بتن مسلح

ایمنی سازه همواره تمایل کلیدی برای مهندسان طراح پروژه های مهندسی بوده است و یکی از مکانیزم های خرابی سازه که توجه زیادی را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده خرابی پیش رونده می باشد. در این پدیده یک یا چند عضو سازه ای بدلیل تصادف، انفجار، یا سایر حوادث غیرعادی ناگهان خراب می شوند و بارها به اعضای مجاور منتقل می شوند. هر باز توزیع باری می تواند باعث افزایش تنش و کرنش در دیگر المان های سازه ای شده و در صورت عدم توانایی این المان ها در تحمل بارهای جدید منجر به خرابی های متوالی و گسترش یافته شود. این فرآیند تا جایی ادامه می یابد که بخش قابل توجهی یا کل ساختمان به طور پیش رونده منهدم می شود. بررسی تاثیر نامنظمی هندسی در پلان در ساختمان های بتن آرمه با قاب خمشی متوسط و سیستم دوگانه شامل قاب و دیوار برشی از آن جهت دارای اهمیت است که مشخص می گردد آیا سیستم های دوگانه در برابر خرابی پیش رونده که در اثر از دست رفتن ناگهانی یک یا چند عضو حیاتی ایجاد می شود مقاومت و تاب آوری بیشتری نسبت به قاب های خمشی متوسط دارند یا خیر. همچنین مقایسه تاثیر این نامنظمی در طبقات مختلف این دو سیستم بر افزایش و یا کاهش مقاومت در برابر خرابی پیش رونده چگونه خواهد بود. این سوالات از این نظر حائز اهمیت هستند که نامنظمی هندسی در پلان می تواند منجر به تمرکز تنش و توزیع غیر یکنواخت بار در سازه شود و در صورت بروز یک خرابی اولیه پتانسیل گسترش خرابی را افزایش دهد. از سوی دیگر سیستم های دوگانه با وجود دیوار برشی مسیرهای جایگزین انتقال بار بیشتری را فراهم می کنند که ممکن است در شرایط خرابی پیش رونده موثر باشند. در این پژوهش سعی شده با بررسی دقیق و تحلیل مدل های سازه ای مختلف پاسخی مناسب و منطقی برای این سوالات یافت شود. این امر شامل مدلسازی سازه های با و بدون نامنظمی در پلان، اعمال سناریوهای مختلف حذف عضو و تحلیل رفتار سازه تحت بارگذاری های ناشی از این حذف ها می باشد. در این مقاله ابتدا به تعریف مسائلی همچون نامنظمی هندسی در پلان، مفهوم خرابی پیش رونده، عوامل ایجادکننده و موثر بر این پدیده پرداخته شده است. این عوامل می توانند شامل بارهای غیرعادی مانند انفجار، ضربه وسیله نقلیه، زمین لرزه های شدید (در صورت عدم طراحی کافی و یا حتی خطاهای ساخت و بهره برداری) باشند. همچنین بیان و مقایسه دیدگاه های آیین نامه های داخلی و خارجی درباره موضوع خرابی پیش رونده و راهکارهای مقابله با آن نیز به روشن تر شدن مفاهیم و اهمیت این موضوع در طراحی سازه ها کمک کرده است. این مقایسه شامل بررسی الزامات آیین نامه های مختلف برای ارزیابی پتانسیل خرابی پیش رونده و روش های تحلیلی مورد پذیرش می باشد.

کلیدواژه ها:

خرابی پیش رونده ، تحلیل استاتیکی غیر خطی ، نامنظمی هندسی در پلان ، قاب بتن مسلح ، سیستم دوگانه ، مفاصل پلاستیک خمشی ، مسیر بار جایگزین