ارزیابی خرابی پیش‌رونده در سازه‌ی فضا کار با سناریوی حذف هم‌زمان ستون و مهاربند (نمونه موردی: سازه تونل توفان عمودی)

خرابی پیش‌رونده در سازه به‌صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر که سرانجام به گسیختگی تمام سازه و ‌یا قسمت بزرگی از آن می‌انجامد، تعریف می شود. خطرات احتمالی که می‌تواند موجب خرابی پیش‌رونده شود شامل آتش‌سوزی، انفجار و زلزله و غیره می‌باشد. در ساز و کار خرابی پیش‌رونده ‌یک خرابی و گسیختگی جزئی مانند حذف ‌یک ستون باعث ‌یک خرابی کلی و قابل‌ملاحظه می‌شود که به فروپاشی سازه منجر خواهد شد. پژوهش‌ها درباره خرابی پیش‌رونده سازه‌ها معمولاً روی بارگذاری‌های ثقلی و انفجاری متمرکز می‌شوند که در آن هدف طراحی افزایش تاب آوری سازه‌ها برای جلوگیری از بروز خرابی پیش‌رونده می‌باشد. هدف از مطالعه حاضر، ارزیابی خرابی پیش‌رونده در سازه‌ی مهاربندی‌شده با سناریو حذف هم‌زمان ستون و مهاربند است. در این تحقیق ‌یک تیپ سازه فضا کار و نگه‌دارنده سازه‌ی اصلی تونل باد در نظر گرفته شد. سازه فولادی بلند طبقه با سیستم سازه ترکیبی مهاربندی‌شده که به بررسی حالات مختلف سناریوی خرابی پرداخته‌شده است. مدل‌های موردنظر ابتدا در نرم‌افزار etabs طراحی‌شده و خروجی آن‌ها در نرم‌افزار sap2000 واردشده و تحلیل استاتیکی غیرخطی یا پوش آور بر روی آن مدل‌ها انجام شده است. نتایج تحلیل نشان می دهد به دلیل عدم مهاربند در اثر انفجار فقط در اعضای نزدیک به المان‌های حذف‌شده افزایش برش مشاهده می‌شود. میزان جابجایی سازه در تحلیل استاتیکی معادل با حذف ‌یک ستون و مهاربند بیشتر از حالت قبل است. همچنین با حذف هم‌زمان ستون و مهاربند احتمال رخ دادن خرابی پیش‌رونده در قاب‌هایی که به فاصله نزدیک به قسمتی که سناریوی خرابی بر آن اعمال شده، بیشتر است.

The Evaluation of Progressive Collapse in the SpaceStructure with the Scenario of Simultaneous Removal of a Column and Brace (Case Study: Wind Tunnel Retaining Structure)

Progressive collapse is defined as the propagation of some primary local failure from one member to another that eventually leads to the failure of the entire structure or a large part of it. Potential hazards or incidents that can result in progressive damage include fire, collision, explosion, and earthquake. In the mechanism of progressive collapse, a local failure, such as the major damage or removal of a column, causes a total and significant collapse that will lead to the collapse of the entire structure. The aim of the present study is to investigate the progressive collapse in a special braced wind tunnel retaining structure with the scenario of simultaneously removing one of the main columns and bracings in the base level. In this study, a wind tunnel retaining space structure that supports the main structure of the wind tunnel is considered. This highrise steel structure is braced with a composite structural system, which incorporates various failure scenarios. The models are first analyzed and designed in ETABS software and their output is transferred in SAP2000 software and then nonlinear static analysis is performed on those models. The results show that in case of the removal of bracing in the event of an explosion, only in members close to the removed elements, an increase in shear is observed. The amount of displacement of the structure in nonlinear static analysis is equivalent to removing one column and bracing more than the previous case. The results show that by removing the column and bracing simultaneously, the progressive collapse will probably mostly occur in elements close to the part to which the failure scenario is applied.