19063

۱۹۰۶۳

ارزيابي خسارت سازه هاي بتن مسلح تحت انهدام پيش رونده

كارشناسي ارشد

سازه

1394-1396

۱۳۹۷/۰۲/۲۹

دكتر محسنعلي شايانفر

دكتر فواد مهاجري ناو

عمران

ارزيابي خرابي در قاب‌هاي بتن‌آرمه تحت انهدام پيش‌رونده با توجه به بزرگ‌بودن تغييرشكل‌هاي ايجادشده و ماهيت متفاوت مكانيسم‌هاي مقاومت در اعضاي قاب، چالشي جديد براي مهندسين به‌حساب مي‌آيد‌. در سال‌هاي اخير مطالعات زيادي به‌منظور ارائه‌ي مدل‌هاي كارا در تخمين خرابي‌ها و مقاومت‌ها انجام شده‌است. در اين ميان ارائه‌ي مدل‌هاي مبتني بر روابط تحليلي به‌دليل سادگي ارزيابي و عدم نياز به شبيه‌سازي و حل معادلات عددي، از اهميت خاصي برخوردار بوده‌است. در تحقيق حاضر، روش‌هاي تحليلي ارزيابي انهدام پيش‌رونده مورد بررسي قرارگرفته و روند پيش‌بيني خرابي توسط اين مدل‌ها در شرايط سازه‌اي متغير جست‌وجو شده‌است. با استفاده از يك مرجع پرتعداد آزمايشگاهي جمع‌آوري شده از مطالعات معتبر موجود در ادبيات فني، پاسخ‌هاي دو مدل تحليلي كارا و جامع در اين زمينه اعتبارسنجي شده و معيارهاي اثرگذار روي روند پاسخ‌ها تحقيق شده‌است. در توسعه‌ي هر روش تحليلي، با توجه به فرضيات و ملحوظات مدل، پارامترهاي مختلف سازه‌اي دخالت داده‌مي‌شود كه ممكن است در برخي موارد با ساير مدل‌ها متفاوت باشد. با اين حال در تحقيق حاضر، ابتدا با توجه به ماهيت واقعي مكانيسم‌هاي مقاومت و خرابي‌ها، متغيرهاي سازه‌اي اثرگذار شناسايي شده و سپس اثرگذاري اين پارامترها بر نتايج مدل‌هاي تحليلي جست‌و‌جو شده‌است. درنهايت با ارائه‌ي اين پارامترهاي اثرگذار بر پاسخ‌ روش‌هاي تحليلي، معيار مناسبي براي قياس اين روش‌ها و اتخاذ روش مناسب در شرايط سازه‌اي مختلف فراهم شده‌است. اين پارامترها شامل: نسبت ارتفاع به دهانه‌ي خالص تير، نسبت آرماتور خمشي، نسبت كاور بتن به ارتفاع تير و مقدار سختي‌هاي دوراني و جانبي تكيه‌گاه‌ مي‌باشد. همچنين با انجام تحليل عددي قاب‌هاي بتن‌مسلح، تفاوت رفتار جزءقاب تحت سناريوي حذف ستون مياني در حالات با و بدون قاب پيراموني و تأثير عمكلرد ويرينديل در قاب تحقيق شده‌است. انجام اين تحليل نشان مي‌دهد كه: الف) در قاب تحت انهدام پيش‌رونده، نيروهاي داخلي متفاوتي در تيرهاي بالاي ستون حذف‌شده ايجاد مي‌شود، ب) به‌جز تيرهايي كه مستقيم به ستون حذف‌شده متصل‌اند، در تيرهاي طبقات بالاتر در دهانه‌ي آسيب‌ديده، مكانيسم زنجيري و در مواردي مكانيسم قوسي به طور كامل گسترش نمي‌يابد، ج) تجميع پاسخ‌هاي حاصل از روش‌هاي تحليلي براي جزء‌قاب با پاسخ كلي قاب متفاوت است. واژه‌هاي كليدي: انهدام پيش‌رونده، قاب بتن‌مسلح، روش‌هاي تحليلي، مكانيسم‌هاي مقاومت،عملكرد ويرينديل.

1397/03/06

Damage Assessment for Reinforced Concrete Frames subject to Progressive Collapse

5/27/2018 12:00:00 AM

Evaluation of failure in concrete frames under progressive collapse is a new challenge for engineers Due to the increased magnitude of deformation and the different nature of resistance mechanisms in frame members, and Several studies have been done in recent years to provide effective models for estimating failures and resistances in this field. In this regard, presentation of analytical-based models based on the simplicity of evaluation and the need to simulate and solve numerical equations has been of great importance. In the present research, analytical methods of progressive collapse assessment have been investigated and the failure prediction process has been searched by these models in variable structural condition. Using a large experimental reference database of valid literature in the technical literature, the responses of two effective and comprehensive analytical models in this field are validated and effective criteria have been investigated on the response process. In developing each analytical method, according to the assumptions and modifications of the model, various structural parameters are interfered that may differ in other cases with other models. However, in the present research, firstly due to the true nature of the mechanisms of resistance and destruction, the variables of effective structural parameters have been identified and then the effect of these parameters on the results of the analytical models has been sought. Finally, by providing these effective parameters on the response of analytic methods , a suitable manner for comparing these methods and adopting a suitable model in different strumental conditions is provided. Also, by performing numerical analysis of concrete frames, the difference in the behavior of the subassemblages under the middle column removal scenario in cases with and without the perimeter frame and effect of vierendeel action has been investigated. This analysis shows that: a) in the frame under progressive collapse, different internal forces develops in the beams above the removed column; b) except for the beams directly connected to the removed column, in the upper beams of the damaged span, the catenary mechanism and in some cases the arc mechanism is not fully developed, and (c) the aggregation of the responses obtained from the analytical methods for the subassemblages with the overall frame response is different. Keywords: Progressive Collapse, Concrete Frame, Analytical Methods, Resistance Mechanisms, Vierendeel Action.