تحلیل احتمالاتی عملکرد سازه‌ها‌ی قاب خمشی فولادی تحت ضربه‌ی وسایل نقلیه

در چند دهه‌ ی اخیر، با گسترش حوادث غیرطبیعی مانند آتش ‌سوزی، انفجار و برخورد وسایل نقلیه، مطالعه ‌ی رفتار سازه‌ ها تحت اثر بارگذاری‌های نامتعارف مورد توجه پژوهشگران و مهندسین سازه قرار گرفته است. در میان سناریوهای مختلف بارهای ضرب‌ه ای، برخورد تصادفی یا عمدی وسایل نقلیه ‌ی سبک و سنگین به ستون خارجی ساختمان ‌های فولادی به ‌عنوان یک موضوع تحقیقی و کاربردی حائز اهمیت می ‌باشد. از آنجا که بارهای ضربه‌ ای ناشی از برخورد وسایل نقلیه به ساختمان ‌ها در طراحی لحاظ نمی ‌شوند، شایسته است اثر این بارها، بر عملکرد غیرخطی سازه‌ ها مورد مطالعه قرار گیرد. در این تحقیق، سازه ‌های قاب خمشی فولادی 2، 5، 8 و 12 طبقه با شکل ‌پذیری متوسط برای بارهای ثقلی و لرزه‌ ای طراحی شده و سپس تحلیل ‌های دینامیکی غیرخطی تحت بارهای ضربه ‌ای ناشی از برخورد وسیله‌ ی نقلیه‌ ی سبک و سنگین به ستون گوشه‌ ی محور کناری توسط نرم‌افزار opensees انجام‌ و منحنی ‌های شکنندگی برای سطوح مختلف خسارت ارائه شده است. در نهایت پاسخ‌های سازه ‌های مورد مطالعه تحت اثر ضربه ‌ی برخورد با سرعت‌ های مختلف تا رخداد ناپایداری دینامیکی بررسی و مقایسه شده‌ اند. نتایج نشان داد که ضربه‌ ی ناشی از برخورد وسیله‌ ی نقلیه ‌ی سبک با سرعت ‌های 80، 100، 140 و 130 کیلومتر بر ساعت و ضربه ی ناشی از برخورد وسیله‌ ی نقلیه ‌ی سنگین با سرعت ‌های 50، 60، 80 و 70 کیلومتر بر ساعت، به ترتیب باعث رخداد ناپایداری دینامیکی در قا ب‌ های 2، 5، 8 و 12 طبقه ‌ی مورد نظر شده است.

The Probabilistic Analysis of Steel Moment-Resisting Frame Structures Performance under Vehicles Impact

Over the recent decades, with spreading unusual events such as fire, blast, and vehicles collision, studying the behavior of structures subjected to abnormal loadings has been attracted the attention of researchers and structural engineers. Among the various scenarios of impact loads, the collision of light and heavy vehicles to the external column of steel buildings accidentally and or intentionally is important as a research and an applied topic. The impact loads caused by vehicle collisions to the column of buildings are usually not considered in the design, so it’s necessary that the effect of these loads should be studied on the nonlinear performance of structures. In this study, the steel momentresisting frame structures 2, 5, 8 and 12story with intermediate ductility are designed for gravity and seismic loads and then nonlinear dynamic analyses are conducted under the impact induced by Light and heavy vehicles collision to corner column of side axis by OpenSees software and fragility curves are proposed based on the different damage levels. Finally, structural responses of studied frames are investigated and compared due to the collision impact with different velocities until the occurrence of dynamic instability. The results showed that the impact induced by light vehicle collision at velocities 80, 100, 140 and 130 km/h and impact induced by the heavy vehicle at velocities 50, 60, 80 and 70 km/h has been caused dynamic instability in the desired frames 2, 5, 8 and 12story, respectively.