بررسي عملكرد سيستم هاي دوگانه ي قاب خمشي با ديوار برشي فولادي تحت اثر انفجار

Investigation the performance of Dual Systems Moment-Resisting Frame with Steel Plate Shear Wall Subjected to Blast Loading

امروزه با گسترش حملات تروريستي در بسياري از نقاط جهان، رويكرد طراحي سازه‌ها در مقابل بارگذاري‌هاي غيرمتعارف ازجمله انفجار نيز مورد توجه آيين‌نامه‌هاي طراحي قرارگرفته است. در سال‌هاي اخير، از سيستم‌ دوگانه‌ي قاب خمشي با ديوار برشي فولادي در طراحي سازه‌ها به‌عنوان سيستم باربر مقاوم در برابر بارهاي جانبي استفاده شده و مزاياي متعددي مانند هزينه‌ي ساخت كم، نصب سريع، پتانسيل جذب انرژي بالا، شكل‌پذيري مناسب، افزايش سختي و كاهش تغييرمكان، ديوار برشي فولادي را به عنوان يك سيستم مناسب جهت مقاوم‌سازي سازه‌هاي موجود تبديل كرده است بنابراين مطالعه‌ي رفتار اين سيستم در برابر بارهاي انفجاري نيز ضروري به نظر مي‌رسد. در اين تحقيق، سازه‌هاي فولادي قاب‌ خمشي با و بدون ديوار برشي فولادي (3، 6 و 9 طبقه) به‌صورت سه ‌بعدي در نرم‌افزار ETABS بر اساس ضوابط آئين‌نامه‌اي طراحي و سپس قاب دو بعدي كناري استخراج و تحليل ديناميكي غيرخطي تاريخچه زماني تحت بارگذاري انفجاري در دو سناريو داخل و خارج صفحه‌ي قاب در نرم‌افزار اجزا محدودي ABAQUS انجام شده و در نهايت امكان رخداد فروريزش پيش‌رونده بررسي و مقايسه شده است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه در سناريوي بارگذاري انفجار داخل صفحه‌ي قاب، سيستم دوگانه‌ي ديوار برشي فولادي عملكرد مناسبي در مقايسه با سيستم قاب خمشي داشته و باعث محدود شدن فروريزش پيش‌رونده گرديده درحالي‌كه در سناريوي بارگذاري انفجار خارج از صفحه‌ي قاب به دليل انتشار موج انفجار بر ديوار برشي فولادي، سيستم قاب خمشي عملكرد بهتري داشته است. همچنين بر اساس مقايسه‌ي شاخص تنومندي (RI) در سناريوهاي بارگذاري انفجار داخل و خارج قاب به ترتيب سازه‌هاي داراي ديوار برشي فولادي و قاب خمشي عملكرد مطلوب‌تري داشته‌اند.

Nowadays, with the spread of terrorist attacks in many parts of the world, the design approach to abnormal loadings, such as a blast load, has also become noted of design regulations. In recent years, the dual moment-resisting frame system with steel plate shear wall has been used in the design of structures as a load-bearing system and has several advantages such as low construction cost, rapid installation, high energy absorption potential, suitable ductility, Increasing stiffness and decreasing displacement have made the steel plate shear wall as a proper system for retrofing existing structures, so it is necessary to investigate the behavior of this system against blast loads. In this study, moment-resisting frame structures with and without steel plate shear wall (3, 6 and 9-story) were designed in 3D by ETABS software based on code guidelines and then two-dimensional side frame was extracted in order to be analyzed under the effect of blast loading in 2 scenario such as in-plane and out-plane frame with finite element ABAQUS software and finally the possibility of occurrence progressive collapse were investigated and compared. The results of the present study showed that steel plate shear wall dual system has a suitable performance in comparison to moment-resisting frame in the scenario "in-plane blast loading". It restricted the progressive collapse potential while in the scenario "out-of-plane blast loading" because of the blast load wave propagation in steel plate shear wall, then the moment frame has a better performance. Also, according to the Robustness Index (RI) comparison, with regarding to the in-plane and out-of-plane blast loadings, the steel plate shear wall and moment-resisting frame structures had the best performance, respectively.