ارزیابی عملکرد سازه‌های فولادی با اتصال درختی در برابر خرابی پیشرونده

Abstract

خرابی پیشرونده با حذف ظرفیت باربری موضعی قسمت کوچکی از سازه شروع می‌شود و در ادامه خرابی‌هایی در سازه به­وجود می‌آورد که به‌طور مستقیم تحت تأثیر رخداد موضعی اولیه نمی‌باشند. در این تحقیق رفتار سازه‌های فولادی 3 و 6 طبقه دارای اتصالات خمشی ستون درختی با نسبت‌های دهانه به ارتفاع طبقه (L/H) 1، 5/1 و 2 در مواجهه با خرابی پیشرونده مورد بررسی قرار گرفته است. در مقایسه بین دو تحلیل استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی پاسخ تقریباً مشابهی مشاهده می‌شود. تغییرشکل‌ها در تحلیل استاتیکی غیرخطی اندکی بیشتر است که دلیل آن اعمال ضریب بار دینامیکی بیشتر از حد واقعی در تحلیل استاتیکی غیرخطی است. حداکثر تغییرشکل و تنش‌ در سناریو حذف ستون گوشه رخ می‌دهد که اگر محل حذف در طبقات میانی سازه باشد، این اثر بیشتر است. سازه با طبقات بیشتر عملکرد بهتری در مواجهه با خرابی پیشرونده دارد. به‌عبارتی هرچه تعداد المان‌های سازه‌ای ناحیه حذف ستون و بالاتر از آن بیشتر باشد، مسیرهای جایگزین بار بیشتری برای انتقال بارهای مازاد ناشی از حذف ستون وجود دارد و تعداد اعضای بحرانی کاهش می‌یابد. با افزایش نسبت L/H، مقادیر تغییرشکل و تنش‌ در اتصال محل حذف ستون افزایش می‌یابد. سازه‌های سه‌طبقه با نسبت L/H مساوی 1 کاملاً در برابر خرابی پیشرونده مقاوم بوده و با افزایش نسبت L/H از میزان مقاومت آنها کاسته شده است. سازه شش‌طبقه با نسبت L/H مساوی 2 به­دلیل دارا بودن تعداد المان‌های سازه‌ای بیشتر در محل حذف ستون به‌منظور ایجاد مسیرهای جایگزین بار، در برابر خرابی پیشرونده نسبتاً مقاوم‌اند.