ارزیابی طراحی عملکردی در برابر تجویزی در سازه‌های مرکب تحت آتش

طراحی سازه در برابر آتش به روش تجویزی، اگرچه متداول است، اما لزوماً اقتصادی یا بهینه نیست. در این مقاله، با استفاده از رویکرد طراحی مبتنی بر عملکرد (pbd) و بهره‌گیری از ظرفیت رفتار غشایی دال‌های بتنی، عملکرد یک ساختمان مسکونی 11 طبقه مرکب (فولادی-بتنی) در برابر آتش ارزیابی شد. یک چارچوب جامع شامل تحلیل هزینه چرخه عمر (lcca) و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی (lca) برای مقایسه سناریوهای مختلف طراحی توسعه یافت. صحت مدل‌سازی عددی با استفاده از نتایج آزمایش‌های nist اعتبارسنجی گردید. نتایج نشان داد که رویکرد pbd با حذف پوشش‌های ضدحریق اضافی، هزینه اولیه ساخت را 7٪ و هزینه کل چرخه عمر را تا 51٪ نسبت به روش تجویزی کاهش می‌دهد. همچنین، از منظر زیست‌محیطی، این روش منجر به کاهش 35 درصدی در انتشار گازهای گلخانه‌ای (co_2) می‌گردد. این پژوهش نشان می‌دهد که pbd راهکاری پایدار و مقرون‌به‌صرفه برای ارتقای تاب‌آوری ساختمان‌ها در برابر آتش است.

evaluation of performance-based vs. prescriptive fire design in composite structures

structural fire design via the prescriptive method, although common, is not necessarily economical or optimal. in this paper, using the performance-based design (pbd) approach and leveraging the tensile membrane action of concrete slabs, the fire performance of an 11-story residential composite (steel-concrete) building was evaluated. a comprehensive framework comprising life cycle cost analysis (lcca) and life cycle assessment (lca) was developed to compare different design scenarios. the accuracy of the numerical modeling was validated using results from nist full-scale tests. results indicated that the pbd approach, by eliminating redundant fire protection, reduces the initial construction cost by 7% and the total present value life cycle cost (pvlcc) by up to 51% compared to the prescriptive method. furthermore, from an environmental perspective, this method leads to a 35% reduction in greenhouse gas (co2) emissions. this research demonstrates that pbd is a sustainable and cost-effective solution for enhancing building resilience against fire.