رابطه ضريب افزايش بار ديناميكي در تحليل واژگوني (خرابي) پيشرونده سازه هاي فولادي

Dynamic Increase Factor for Progressive Collapse Analysis of Steel Structures

واژگوني (خرابي) پيشرونده پديده اي است كه در آن يك خسارت جزيي يا شكست موضعي باعث خرابي كل سازه يا قسمت زيادي از آن مي شود. براي بررسي خرابي پيشرونده سازه ها، سه روش تحليل استاتيكي خطي، استاتيكي غير خطي و ديناميكي غير خطي توسط دستورالعمل هاي طراحي در نظر گرفته شده است. در اين دستورالعمل ها در صورت انجام تحليل استاتيكي بايد بار ثقلي وارد بر دهانه شامل ستون حذف شده را در عدد ثابت 2 ضرب نمود. به عبارت ديگر براي اينكه پاسخ سازه در تحليل ديناميكي غير خطي با پاسخ سازه در تحليل هاي استاتيكي برابر باشد اين ضريب بار اعمال مي شود. استفاده از ضريب بار ثابت، تنها در صورتي صحيح است كه سازه داراي رفتار ارتجاعي باشد. با توجه به طراحي بهينه سازه ها، فرض رفتار ارتجاعي پس از حذف يكي از ستون ها بسيار محافظه كارانه است. به همين دليل ارايه يك رابطه براي ضريب بار ديناميكي كه رفتار غيرارتجاعي سازه را در نظر بگيرد ضرورت دارد. در اين مقاله با استفاده از منحني بار- تغييرمكان و منحني ظرفيت يك تير فولادي دو سر گيردار، رابطه هاي صريح براي ضريب افزايش بار ديناميكي بر حسب شكل پذيري سازه براي دو رفتار ارتجاعي- خميري كامل و رفتار ارتجاعي- خميري با اثر كابلي ارايه شده است.

Progressive collapse refers to a phenomenon in which a local damage of a primary structural element leads to the failure of partial or whole structural system. To investigate the progressive collapse of structures, three analysis procedures: linear static, nonlinear static and nonlinear dynamic procedures can be used. For static analysis, the gravity force applied on the column removed bay should multiply by a constant factor 2. Using a constant Dynamic Increase Factor (DIF) is appropriate only for elastic systems. According to optimal design of structures, assuming elastic behavior after column removal scenario is conservative. Thus, it is necessary to establish expression for DIF that consider inelastic response. In this paper, using load-displacement and capacity curve of a clamped-clamped steel beam, an explicit expression for DIF is established for elastic-perfectly plastic and elastic-plastic with catenary action behavior.