ارزيابي لرزه اي فروريزش پيش رونده در ساختمان هاي كوتاه مرتبه 3 طبقه بتن مسلح ناشي از حذف ستون مياني

Seismic Progressive Collapse Evaluation in 3 Story Reinforced Concrete Buildings due to Inner Column Removal

فروريزش پيش‌رونده خرابي تمام يا بخش عمده‌اي از يك سازه است كه ناشي از گيسختگي موضعي در قسمت كوچكي از سازه شروع شده، در بخش‌هاي ديگر سازه ادامه يافته و بدين ترتيب فروريزش در المان‌هاي سازه، يكي پس از ديگري بيشتر و بيشتر مي‌گردد. به گونه‌اي كه سيستم سازه‌اي باقيمانده توانايي تحمل بارهاي جانبي و ثقلي را نداشته باشد. لذا پيش‌بيني حاشيه امنيت در ساختمان‌ها در مقابل فروريزش پيش‌رونده ناشي از بار زلزله يكي از موضوعات مهم در مهندسي سازه مي‌باشد. در اين مقاله، مدلسازي چگونگي پيشرفت و گسترش آسيب در المان‌هاي سازه‌اي، يكي پس از ديگري، در ساختمان‌هاي قاب خمشي بتن مسلح كوتاه‌مرتبه تحت بار زلزله انجام يافته و تاثير حذف ستون در نحوه گسترش و پيشرفت خرابي بررسي گرديد. بدين منظور، با استفاده از نتايج تحليل‌هاي تاريخچه زماني غيرخطي، پتانسيل خرابي پيش‌رونده يك ساختمان كوتاه‌مرتبه بتن مسلح 3 طبقه با قاب خمشي معمولي، ناشي از حذف ستون تحت شتابنگاشت‌هاي دو مولفهاي پيشنهاد شده دستورالعملFEMA_P695 مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج تحقيق حاضر، توزيع شكست در خرابي پيش‌رونده متاثر از نوع شتابنگاشت نبوده و الگوي خاص و ويژه‌اي را دنبال مي‌‌كند. شكست در مراحل اوليه توزيع، در تيرهاي اطراف و فوقاني محل حذف ستون رخ داده، سپس به صورت عمودي در ارتفاع سازه از سقف همكف به سقفهاي فوقاني منتقل شده و درنهايت به صورت افقي در طبقات توزيع يافته است. لذا پيشنهادات و راهكارهايي به منظور بهسازي لرزه‌اي ساختمان‌هاي كوتاه‌مرتبه بتن مسلح در برابر خرابي پيش‌رونده ارائه شده و همچنين به منظور پيش‌بيني توزيع و گسترش خرابي پيش‌رونده ناشي از بار زلزله، الگوهاي رفتاري توزيع گسيختگي ارائه گرديده است.

Progressive collapse in the structures is defined failure of the entire or major part of a structure that has initiated from the small part of the building, continued in the other structural elements and in this way, progressive collapse become larger and larger in the structural elements, one after another. Finally, the remaining structural system will not be able to resist the lateral and gravity loads. So, the prediction of safety margin in buildings against the progressive collapse due to the earthquake loads is one of the important issues in the earthquake and structural engineering. In this paper, modeling of the progress and distribution of the collapse in the elements of the structures, one after another, was carried out in moment resisting reinforced concrete short buildings due to the earthquake loads and effects of the column removal have been investigated on the progress and propagation of the collapse. For this purpose, the progressive collapse potential of a 3 story reinforced concrete building with ordinary moment resisting frame has been evaluated due to the column removal in presence of FEMA_P695 two component ground motions. According to the results of the nonlinear time history analyses, collapse distribution is not affected by the earthquake records in the progressive collapse and follows a special pattern. In the early stages of distribution, collapse occurred in the beams surrounding and upper parts of the column removal area, then transferred at the height of the structure from the first ceiling to the upper ceiling, vertically and eventually, distributed horizontally in the stories. Therefore, recommendations and suggestions have been presented for seismic optimization of the reinforced concrete short buildings against the progressive collapse. Also, distribution patterns of the collapse have been presented to predict the collapse propagation due to the column removal in presence of the earthquake loads.