ببررسی رفتار قاب خمشی فولادی میان مرتبه با دهانه‌های بلند در برابر آتش و خرابی پیش‌رونده

Abstract

در این پژوهش ابتدا یک ساختمان نمونه 15 طبقه با سیستم سازه‌ای قاب خمشی فولادی با دهانه‌های بلند و با ارتفاع طبقات 2/3 متر و ابعاد پلان 9/31 × 4/29 متر مربع با استفاده از مقررات ملی ساختمان ایران برای بارهای ثقلی و جانبی مرسوم طراحی می‌شود. در ادامه بحرانی‌ترین قاب این سیستم به صورت دو بعدی در نرم‌افزار OpenSees مدل‌سازی شده و سپس سناریوهای مختلف آتش‌سوزی، خرابی پیش‌رونده ناشی از فروریزش تیرهای اصلی و حذف ستون‌ها بر این قاب اعمال می‌شود. برای انجام تحلیل‌های حرارتی از منحنی آتش استاندارد و تحلیل‌های غیرخطی استفاده می‌شود. نتایج نهایی پژوهش حاکی از آن است که تیرها تحت اثر آتش‌سوزی تا دمای حدود 400 درجه سانتی‌گراد، تغییرشکل زیادی نداشته‌اند. اما پس از این دما با کاهش سختی و مقاومت فولاد، تغییرشکل تیرها به سرعت افزایش یافته است، به طوری که در دمای حدود 500 تا 600 درجه سانتی‌گراد، دچار تغییرشکل زیادی شده و خراب شده‌اند. نسبت تقاضا به ظرفیت اسمی تیرها (DCRnom) از همان لحظات ابتدایی آتش‌سوزی افزایش یافته که بیشترین افزایش آن در دمای حدود 350 تا 400 درجه سانتی‌گراد اتفاق افتاده است. همچنین با فروریزش تیر اصلی یک طبقه، ستون‌ها در دهانه‌ی آتش‌سوزی تا دمای 500 درجه سانتی‌گراد مقاومت کرده‌اند. اما در دماهای بالاتر، در محدوده‌ی 600 تا 800 درجه سانتی‌گراد، این ستون‌ها مقاومت خود را از دست داده‌اند. در سناریوهای حذف ستون‌ در طبقات اول و هفتم، تیرها به ترتیب تحت اثر بارهای ثقلی و در دمای 400 درجه سانتی‌گراد مقاومت خود را از دست داده که نشان‌دهنده آن است که خرابی ستون‌ها نسبت به تیرهای اصلی شرایط بحرانی‌تری ایجاد کرده است.