بررسی نقش دیوار برشی فولادی در امکان رخداد خرابی پیش‌رونده در قاب‌های خمشی فولادی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران

2 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

خرابی پیش‌رونده پدیده‌ای است که با خرابی موضعی اولیه در اثر بارگذاری غیرعادی یا خطای طراحی و ساخت، آغاز شده و با فروپاشی بخش وسیعی و یا کل سازه پایان می‌پذیرد. البته پدیده‌ی خرابی پیش‌رونده در طول عمر مفید سازه به ندرت اتفاق خواهد افتاد. با این‌حال این مسئله می‌تواند خسارات مالی و جانی زیادی به بار آورد، از این‌رو به چالشی مهم در مهندسی سازه تبدیل ‌شده است. در این تحقیق، مدل‌های سازه‌ای با سیستم‌های دیوار برشی فولادی با پیکربندی متفاوت و قاب خمشی  با تعداد طبقات 5، 10 و 15 به‌صورت دو بعدی در نرم‌افزار SAP2000 V.19  بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌ای طراحی و سپس در نرم‌افزار اجزا محدودی ABAQUS  مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفتند. در این ارزیابی از روش مسیر باربری جایگزین (AMP)، بر اساس راهنمای UFC4-023-03  که اقتصادی‌ترین و منطقی‌ترین روش است، استفاده‌ شده است. با توجه به مقادیر جابجایی و دوران اعضا در اثر حذف ستون‌ها و شاخص‌های خسارت شکل‌پذیری و گسیختگی قاب‌ها، مهم‌ترین نتایج حاصله حاکی از آن است که  احتمال وقوع خرابی پیش‌رونده در اثر حذف ستون گوشه‌ی قاب خمشی 5 طبقه نسبت به سایر قاب‌ها بحرانی‌تر بوده است و همچنین عملکرد مناسب و مشابهی در اثر حذف ستون گوشه در قاب‌هایی با دیوار برشی فولادی با پیکربندی‌های مورد بررسی مشاهده گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Role of Steel Plate Shear Wall in the Possibility of Progressive Collapse Occurrence in Steel Moment Frames

نویسندگان [English]

  • Kourosh Mehdizadeh 1
  • Seyede Vahide Hashemi 2
  • Abbasali Sadeghi 3
1 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Garmsar Branch, Islamic Azad University, Garmsar, Iran
2 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Sistan and Baluchestan University, zahedan, Iran
3 Islamic azad university< Mashhad branch, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Progressive collapse is a phenomenon that begins with initial local damage, due to unusual loading or design and construction errors, and leads to collapse of a large part or the entire structure. Of course, the progressive collapse phenomenon will rarely occur during the useful lifetime of the structure. However, this issue can cause a lot of financial and life damage, thus it has become a major challenge in structural engineering. In this study, the structural models were steel plate shear wall with different configuration and moment frame systems with 5, 10 and 15 stories, which were designed in SAP2000 V.19 software two dimensionally according to code regulations and then the nonlinear dynamic analysis was performed in finite element ABAQUS software. The Alternate Path Method (APM) is used according to UFC4-023-03 guideline in this study, which is the most economical and rational method. Considering the displacement and rotation values of the members due to the column removal and the frame ductility, and failure damage indices, the most important results indicate that the probability of occurrence of progressive collapse due to the corner column removal of the 5-story moment frame is more critical than other frames and also, a proper and similar performance was observed due to the corner column removal in steel plate shear walls with the configurations examined

کلیدواژه‌ها [English]

  • Progressive collapse
  • Steel Plate Shear Wall
  • Steel moment frame
  • Column Removal
  • Damage Index