مطالعه اثر سقف کامپوزیت در کنترل تخریب پیش رونده ساختمان‌های قاب خمشی فولادی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22034/jcee.2020.21013.1514
چکیده

تخریب پیش­رونده عموماً با تخریب تصادفی یکی از اعضای اصلی ساختمان مانند ستون یا دیوار باربر شروع می‌شود و با ایجاد بار افزون در اعضا و اتصالات متصل به عضو تخریب‌شده باعث گسترش خرابی در کل سازه می‌شود. سقف کامپوزیت‌ ساختمان‌ها می‎تواند نقش مؤثری در کنترل تخریب‌های محتمل سازه‌ای داشته ‌باشد. سقف کامپوزیت‎ بارهای کف طبقات را به اعضای اصلی سازه منتقل می‌کند و همچنین هنگام زلزله نقش یکپارچه‌سازی را در تغییر مکان جانبی هر طبقه دارد، به‌طوری‌که می‌توان حرکت افقی این اعضا را به‌صورت یک جسم صلب در نظر گرفت. هنگام تخریب پیش­رونده نیز این اعضا می‌توانند تا حدی کار یکپارچه‌سازی طبقات را انجام دهند و از تغییر شکل‌های زیاد طبقات جلوگیری کنند. در این مطالعه، با مدل‎سازی سناریوهای مختلف حذف ستون، رفتار سازه ‎ 3 طبقه در مقابل تخریب پیش­رونده بررسی شد. درمجموع، 5 سناریوی حذف تک‌ستون و 10 سناریوی حذف جفت ستون در نظر گرفته ‌شده است. سازه موردمطالعه از نوع قاب خمشی فولادی با شکل‌پذیری متوسط است. مدل‎سازی سه‌بعدی به روش اجزا محدود در نرم‌افزار ABAQUS انجام شد. هر دو نوع رفتار غیرخطی هندسی و مصالح در مدل‎سازی‎ها لحاظ شد. برای مدل‎سازی سقف کامپوزیت، سختی و مقاومت معادل آن‌ها در جهت قائم محاسبه و لحاظ شد. نشان داده شد که سختی معادل سقف کامپوزیت در چشمه‎های گوشه کم­تر از چشمه‎های میانی و پیرامونی است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، در نظر گرفتن سقف کامپوزیت در مدل‎سازی‎ها تأثیر بسزایی در تخمین صحیح رفتار سازه در مقابل تخریب پیش‎رونده دارد. در این تحقیق مدل ساده‎ای برای لحاظ اثر مقاومت و سختی سقف کامپوزیت، به‌صورت یک فنر دوخطی در محل اتصالات تیر و ستون در قاب‌های خمشی پیشنهاد شد.