بررسی تاثیر حذف ستون بر وقوع خرابی پیش رونده در قاب های بتن مسلح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 عضو هیئت علمی / دانشگاه خوارزمی

چکیده

خرابی پیشرونده به دنبال حوادث ناگهانی که باعث آسیب جزئی و موضعی سازه میشود، اتفاق می‌افتد. عدم توانایی اعضای مجاور عضو آسیب دیده در بازتوزیع اضافه بار ناشی از حذف عضو باعث می‌شود خرابی به‌ صورت زنجیروار در جهت عمودی و افقی گسترش یابد تا این که به خرابی موضعی گسترده یا کلی سازه منتج شود. وجود مسیرهای بار جایگزین برای انتقال اضافه بار ناشی از حذف عضو اهمیت ویژهای دارد بنابراین از جمله روش‌های متداول آیین نامه‌ای در تحلیل خرابی پیشرونده روش مسیر بار جایگزین است؛ در این پژوهش چگونگی وقوع خرابی پیشرونده در قاب‌های خمشی بتن مسلح با استفاده از روش تحلیل مسیر بار جایگزین و نحوه شکل گیری عملکرد زنجیرهای به منظور انتقال اضافه بار ایجاد شده بر اثر حذف عضو کلیدی، بررسی شده است. با بررسی جابه جایی قائم در محل عضو محذوف تحت سناریوهای متفاوت حذف عضو و دوران انتهای تیرهای مجاور عضو آسیب دیده ملاحظه شد که پتانسیل خرابی پیشرونده در قاب‌ها وابسته به محل قرارگیری ستون یا عضو محذوف است. پتانسیل خرابی بر اثر حذف ستون گوشه چه در طبقات بالا و چه در طبقات پایینی زیاد است و جابه جایی بیشتری ایجاد می‌کند؛ همچنین اگر ستون یا عضو کلیدی در طبقات بالاتر حذف شود مقدار جابه جایی بیشتر خواهد بود که دلیل آن وجود مسیرهای بار جایگزین کمتر است به عبارت دیگر اعضای کمتری در جذب انرژی جنبشی ناشی از حذف عضو دخیل می‌شوند. وجود نامنظمی در ساختار سازه باعث توزیع غیریکنواخت نیرو در اعضای باقیمانده و پاسخ‌های سازهای شدیدتر نسبت به حذف عضو کلیدی می‌شود

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Progressive Collapse Induced by Column Removal in Reinforced Concrete Frames

نویسندگان [English]

  • M. Taavoni Taromsari 1
  • Ali Massumi 2
  • H. Hoseini Lavasani 1
1 Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Progressive collapse occurs when a sudden event such as a blast or an impact load influences a structure. Wherein, loss of continuity and low ductility of the remaining structural members result in total collapse of it. Alternate Path Method (APM) is an efficient method to study progressive collapse that is recommended in common guidelines such as GSA and UFC. APM check outs alternate paths in remained structure to resist progressive collapse due to key elements loss. This research surveys different scenarios of column elimination in planar regular and irregular frames by conducting non-linear dynamic analysis. Verification of the selected methods is conducted via analyzing an experimental model. Generally removal of corner column leads to significant responses compared with other scenarios. Moreover, eliminating a column in irregular frame causes large displacements and beam rotations which could be attributed to uneven distribution of forces in structural members; so regularity is an important factor to resist collapse.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Progressive Collapse
  • Moment Resisting Frames
  • Catenary Action
  • Alternate Path Method

مراجع

[1] Saedi Darian, A., Bahrampour, H., Ziaei, M., Bashiri, M.,Theory and application of progressive collapse, Angize publication, 1398.
[2] M. Byfield, W. Mudalige, C. Morison, E.J.P.o.t.I.-S. Stoddart, Buildings, A review of progressive collapse research and regulations, 167(8) (2014) 447-456.
[3] K.A. Marchand, D.J.J.J.o.P.o.C.F. Stevens, Progressive Collapse Criteria and Design Approaches Improvement, 29(5) (2015) B4015004.
[4] J.-L. Le, B. Xue, Probabilistic analysis of vulnerability of reinforced concrete buildings against progressive collapse, in: Structures Congress 2013: Bridging Your Passion with Your Profession, 2013, pp. 20-31.
[5] H. Jian, S. Li, L.J.J.o.P.o.C.F. Huanhuan, Testing and Analysis on Progressive Collapse-Resistance Behavior of RC Frame Substructures under a Side Column Removal Scenario, 30(5) (2016) 04016022.
[6] Y. Xiao, Y. Zhao, F. Li, S. Kunnath, H. Lew, Collapse test of a 3-story half-scale RC frame structure, in: Structures Congress 2013: Bridging Your Passion with Your Profession, 2013, pp. 11-19.
[7] S. Orton, S. Stinger, J. Kirby, Static and dynamic disproportionate collapse testing of a reinforced concrete frame, in: Structures Congress 2013: Bridging Your Passion with Your Profession, 2013, pp. 67-77.
[8] S.L. Orton, J.E.J.J.o.P.o.C.F. Kirby, Dynamic response of a RC frame under column removal, 28(4) (2013) 04014010
[9] J. Weigand, T. Francisco, E. Johnson, L. Fahnestock, J. Liu, J. Berman, Large-scale experimental evaluation of steel gravity framing structural integrity, in: Structures Congress 2013: Bridging Your Passion with Your Profession, 2013, pp. 32-42.
[10] T. Almusallam, Y. Al-Salloum, T. Ngo, P. Mendis, H.J.M. Abbas, Structures, Experimental investigation of progressive collapse potential of ordinary and special moment-resisting reinforced concrete frames, 50(2) (2017) 137.
[11] J. Weng, C.K. Lee, K.H. Tan, N.S.J.E.S. Lim, Damage assessment for reinforced concrete frames subject to progressive collapse, 149 (2017) 147-160.
[12] J. Weng, K. Tan, C.J.E.S. Lee, Modeling progressive collapse of 2D reinforced concrete frames subject to column removal scenario, 141 (2017) 126-143.
[13] Y. Li, X. Lu, H. Guan, P. Ren, L.J.A.i.S.E. Qian, Probability-based progressive collapse-resistant assessment for reinforced concrete frame structures, 19(11) (2016) 1723-1735.
[14] B. Kordbagh, M.J.T.S.D.o.T. Mohammadi, S. Buildings, Influence of seismicity level and height of the building on progressive collapse resistance of steel frames, 26(2) (2017) e1305.
[15] K. Lin, Y. Li, X. Lu, H.J.J.o.P.o.C.F. Guan, Effects of seismic and progressive collapse designs on the vulnerability of RC frame structures, 31(1) (2016) 04016079.
[16] J. Weng, C.K. Lee, K.H. Tan, N.S.J.E.S. Lim, Damage assessment for reinforced concrete frames subject to progressive collapse, 149 (2017) 147-160.
[17] M.M. Liu, A.J.E.S. Pirmoz, Energy-based pulldown analysis for assessing the progressive collapse potential of steel frame buildings, 123 (2016) 372-378.
[18] M. Ghahremannejad, Y.J.E.S. Park, Impact on the number of floors of a reinforced concrete building subjected to sudden column removal, 111 (2016) 11-23.
[19] GSA, Alternate path analysis & design guidelines for progressive collapse resistance, in, GSA Washington, DC, 2013.
[20] K. Marchand, D. J. Stevens, B. Crowder, T. Campbell, UFC 4-023-03: Design of Buildings to Resist Progressive Collapse, 2005.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 50، شماره 6
بهمن و اسفند 1397
صفحه 1061-1070

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار