پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
خرابی پیش رونده سازه فولادی
خرابی پیش رونده سازه فولادی چیست؟
خرابی پیش رونده پدیده‌ای است که در آن یک خسارت جزیی یا شکست موضعی باعث خرابی کل سازه یا قسمت زیادی از آن میشود. به گونه‌ای که خرابی نهایی تناسبی یا خرابی اولیه ندارد. برای بررسی خرابی پیش رونده سازه‌ها، روش دینامیکی غیر خطی، پاسخ‌های دقیقتری را نسبت به روش‌های استاتیکی به دست می‌دهد. به دلیل زمان بر بودن تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده از مدل‌های ساده تر و روش‌های تقریبی اهمیت زیادی یافته است.
در حقیقت تخریب پیش رونده گسترش شکست موضعی اولیه از یک جزء به جزء دیگر بوده که سرانجام کل سازه یا قسمت نامتقارن بزرگی از آن فرو می‌ریزد. برای مقاومت در برابر تخریب پیش رونده لازم است سازه، توانایی پل زدن به آن طرف المان ناقص را داشته باشد. در روش مسیر جایگزین که کاربردی‌ترین و معروفترین روش ارزیابی سازه در برابر این رویداد است، از سه تحلیل استاتیکی خطی و تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی غیرخطی استفاده میشود. در این طرح پتانسیل سازه فولادی قاب خمشی منظم و نامنظم در پلان و ارتفاع با تعداد طبقات مختلف پنج، ۱۰ و ۱۵ تحت بارگذاری تخریب پیش رونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این کار از روش تحلیل استاتیکی خطی و غیرخطی برای ارزیابی پتانسیل تخریب پیش رونده در سازه استفاده میشود و طبق آن اعضایی از سازه که دچار نقص شده‌ند از آن حذف میشوند.
تخریب پیش رونده معمولاً به گسترش یک آسیب موضعی اولیه در درون سازه که همانند یک واکنش شیمیایی زنجیره‌ای منجر به فروپاشی جزئی و یا کلی سازه میشود، اطلاق میشود. مطالعات صورت گرفته در رابطه با خرابی‌های سیستم‌های سازه‌ای در سال‌های اخیر، اهمیت پدیده‌ی خرابی پیش رونده ناشی از بارگذاری غیر عادی هم چون ضربات تصادف، زمین لرزه، انفجار و… را مشخص می‌‌سازد. لازم به ذکر است راهبرد‌هایی برای طراحی در برابر گسیختگی پیش رونده به منظور جلوگیری یا کاهش وقوع خرابی پیش رونده در اسناد دولتی آمریکا مانند GSA و UFC ارائه شده است.
خرابی پیش رونده یک پدیده فاجعه بار سازه‌ای است که می‌تواند بر اساس سهل انگاری‌های انسانی یا حوادث طبیعی اتفاق بیفتد. در آن خرابی موضعی یک عضو سبب تغییر شکل‌های قابل توجهی شده و منجر به انهدام سازه میشود.
تخریب پیش‌رونده از عوامل اصلی افزایش قابل ملاحظه خسارات بر اثر بارهای خاص، نظیر بارهای لرزه‌ای، بارهای انفجاری است.
قابل ذکر است که در شرایط خاص اثرات ناشی از آتش‌سوزی روی اجزای سازه‌ای (نظیر واقعه ناگوار ساختمان پلاسکو) نیز منجر به بروز تخریب پیش‌رونده میشود.
تخریب پیش‌رونده هنگامی روی می‌دهد که به دلیل نوع بارگذاری بخش محدودی از سازه تحت تاثیر قرار گرفته و خسارت اولیه در آن ایجاد میشود، و در صورتی که سازه در برابر تخریب پیش‌رونده دچار ضعف باشد، تخریب‌های اولیه گسترش یافته و سبب فروریزش کل سازه میشود.
با وقوع حریق در سازه و به دلیل ضعف اجزای سازه‌ای ساختمان‌ها در برابر حریق و ایجاد خسارت در بخش‌هایی از آن، بار آن قسمت‌ها به سایر اعضاء وارد میشود.
همچنین به دلیل حرارت بالای ناشی از آتش، ظرفیت باربری اعضاء نیز به طور عمومی تا حد زیادی کاهش یافته و در نتیجه شرایط برای تخریب دومینو وار (در صورتی که این شرایط در طبقات بالاتر ساختمان ایجاد شود)، یا همان تخریب پیش‌رونده، فراهم میشود.
در صورت در نظر گرفتن موضوع تخریب پیش‌رونده در طراحی سازه می‌توان به شکل قابل توجهی از توسعه خسارت اولیه در سازه جلوگیری کرد و ضررهای جانی و مالی حوادث احتمالی را تا حد زیادی کاهش داد.
روش‌های بهبود مقاومت در برابر خرابی پیش رونده
سه روش اصلی به منظور بهبود مقاومت ساختمان‌ها و کاهش خطرپذیری آن‌ها در برابر تخریب پیش رونده به‌کار گرفته میشود.
- نیروهای کلافی
- بهبود مقاومت موضعی
- روش مسیر جایگزین.
این روش‌ها با افزایش انسجام، یکپارچگی و شکل‌پذیری، مقاومت ساختمان را در برابر تخریب پیش رونده افزایش می‌دهند و از وقوع آن جلوگیری میکنند.