بخشی از مقاله
خلاصه
این روزها یافتن عنوان جدیدی در رشته ی مهندسی سازه برای تحقیق و تفحص بسیار نادر و کمیاب است . فروریزش پیش رونده و یا بطور دقیقتر پرداختن به مکانیزم وقوع این پدیده و ایجاد روشهای مناسب برای پرداختن به اهمیت این موضوع ، مورد توجه ما قرار گرفت لذا نمودارها و مدارک و شواهد بسیاری را برای شروع کار از سراسر دنیا جمع آوری شد که از ان جمله می توان به اطلاعات عمومی فروریزش برج های تجارت جهانی اشاره کرد. فرو ریزش پیش رونده از آن دسته عواملی است که دلیل وقوع آن، عدم پیش بینی رخ داد آن در زمان طرح سازه بوده و باعث صدمات جدی می شود.
در ابتدا ویژگیهای اساسی مورد نیاز برای این موضوع به صورت نمونه معرفی می شود و روشهای اخیر طراحی این سازه ها نیز مورد بررسی قرار می گیرد سپس کارهایی که در سالهای اخیر انجام شده است معرفی می شود. نتایج دیداری و نموداری نیز در معرفی برخی از ویژگیهای کلیدی به ما کمک می دهند و قیاسی بین عوامل موثر مختلف انجام می شود همچنین کارایی برخی از عوامل مفهومی طراحی های قبلی به عنوان روشی در جهت ارتقای مقاومت در برابر فروریزش پیش رونده مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد .
-1 مقدمه
در طول زمان فلسفه های مختلفی از طراحی سازه پیشنهاد شده است که همه ی آنها به چند نکته ی اساسی اشاره می کنند:
· نگرانی در مورد صحت اطمینان از عملکرد مناسب
· ارتقا دانش رفتار سازه
· ارتقا مهارت حرکت از فن و تجربه به سمت علم
تا قبل از فروریزش رونان پوینت1در لندن سال 1968 مواردی چون مقاومت ، فروریزش پیش رونده و فروریزش نا موزون جایی در موضوعات مورد بررسی در مهندسی سازه نداشت. عواقب و آسیب های وارد شده به یک ساختمان 22 طبقه بتنی در اثر انفجار گاز در طبقه ی 18 موجب تدوین قوانین جدیدی در مقررات ساختمان بریتانیا و تغییر در سیستم های برنامه ساخت وتخریب و همچنین حذف موقت گاز در ساختمانهای مرتفع شد و نیز منجر به تشکیل دوباره انجمن امنیت سازه - که برای سالهای متمادی از این اساس نامه خارج بود - شد و در نهایت باعث تدوین روشهای ایمن نصب سیستم های گازی و راه اندازی دوباره این صنعت شد. نهایتا یک راهنمای طراحی سازه ای در آن زمان ایجاد شد.
نتایجی که پس از فروریزش پیش رونده مرکز تجارت جهانی و ساختمان موراگ حاصل شد باعث جلب توجه بسیار زیاد به این پدیده گردید. پدیده ای که باعث وقوع حوادث زیاد می شود و نیز عواقب ناشی از شکست را شامل می شود .سپس مطالعات فراوان در این موضوع منجر به استفاده ی بهینه از سازه های شکل پذیر شد .این مقاله مروریست بر روشهای معمولی برای طراحی و مقاوم سازی در برابر فروریزش پیش رونده و بررسی تقابل این دو موضوع که هدف آن تهیه ی یک سری مقررات مبتنی بر واقعیت، مناسب برای طراحی های روز مره می باشد. ویژگیهای اصلی این روش و کاربرد آنها بر روی چندین نمونه گفته خواهد شد و نتایج آن برای هرچه بهتر فهمیدن مکانیک فروریزش پیش رونده و روش هایی که طراحان می توانند به بهترین نحو ممکن، سازه ها را پیکربندی کنند نمایش داده خواهد شد.
-2 طراحی برای مقاومت در برابر فروریزش پیش رونده
دو روش عمده مورد استفاده که در ارتباط با فروریزش پیش رونده مورد استفاده قرار می گیرند [3]که عبارتند از:
❖ فراهم سازی ظرفیت کششی
❖ بررسی مسیرهای بار جایگزین
شکل 1 قیود و نیروهای کششی در قاب های ساختمانی
روش اول که یک روش کاملا توصیفی است و شامل این است که ستونها، اتصالات، طبقات و تیرها همگی دست به دست هم می دهند تا یک سطح افقی ساده با یک مقاومت کششی حداقل را تشکیل دهند. اما مقادیر مورد نیاز معمولا همگی مربوط به بار قائم هستند. روش مورد نظر برای استفاده بسیار ساده بوده و نیاز به محاسبات سازه ای حداقل دارد و در شرایطی که مقررات موجود کافی نباشد می توان با ایجاد اتصالات قوی تر و یا آرماتور گذاری اضافی در دال سقف نیاز ها را بر طرف نمود. در یک پیشرفت چشمگیری که اخیرا صورت گرفته است بیان می شود که موسسه هدایت آمریکا 1 استفاده از اعضای کششی بین اعضای سازه ای را محدود کرده تا نشان دهد که اتصالات به تنهایی می توانند نیروهایی راکه موجب چرخش کمتر از 0.2 رادیان باشند را تحمل نمایند در غیر این اعضای کششی بایستی بین سقف ها عمل نمایند به هر حال مطالعات اخیر نشان می دهد که ظرفیت اعضای کششی تا حدی با مقاومت در برابر فرو ریزش پیش رونده مرتبط هستند
در روش دوم ، مسیر های بار جایگزین ناشی ازخرابی ناگهانی یک ستون مجزا بررسی شده و سپس قابلیت سازه آسیب دیده در گسترش خرابی با محاسبات مناسب محاسبه می شود . این روش در سطوح مختلفی از تحلیل قابل استفاده است مثلا مطالعات اخیر در امریکا مقررات جدیدی را در هر یک از تحلیل های استاتیک خطی، استاتیک غیر خطی یا تحلیل دینامیکی غیر خطی ایجاد کرده است و همچنین برای استفاده از هر کدام از آنها نیز نکاتی را به عنوان راهنمایی قرار داده است
