مقایسه عملکرد قاب خمشی و قاب خمشی با مهاربند هم محور در سازه های بلند فولادی در اثر خرابی پیشرونده

Abstract

سازه های فولادی تقریبا نیمی از سازه های موجود در دنیا را تشکیل می دهند. سیستم قاب خمشی فولادی و قاب خمشی فولادی بهمراه مهاربند همگرا دو نوع از سیستم های رایج و متداول فولادی هستند که بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر آیین نامه های مربوط به این سازه ها ضوابط بسیاری را برای مقابله در برابر نیروی زلزله بیان کرده اند ولی اشاره ای به طراحی این سازه ها در برابر بارهای دینامیکی آنی همچون انفجار و یا برخورد ماشین به آنها نکرده اند. در صورتی که عوامل ذکر شده باعث خرابی یکی از عناصر کلیدی سازه همچون ستون گردند ممکن است خرابی کلی یا بخشی از سازه را فراهم آورد. از این رو بررسی این سازه در برابر خرابی پیشرونده ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه با استفاده از روش اجزای محدود و با بکار گیری نرم افزار Abaqus ساختمان 20 طبقه فولادی با دو نوع سیستم سازه ای و دو نوع سناریوی حذف ستون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج عددی با استفاده از خروجی های آزمایشگاهی صحت سنجی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که سازه از نظر افزایش نیروی محوری و لنگر خمشی در حالت حذف ستون کناری نسبت به ستون گوشه بحرانی تر است. همچنین مشاهده گردید که تفاوت چندانی بین پاسخ سیستم های جانبی مختلف در برابر خرابی پیشرونده وجود ندارد. بار ستون های مجاور بعد از حذف ستون تقریبا دو برابر می شود، بنابراین برای مقابله با خرابی پیشرونده پیشنهاد می گردد ستون های سازه برای نیروی دو برابر ناشی از بارهای سرویس نیز کنترل گردد.