مطالعه تحلیلی تیرهای بتنی مسلح تحت جابجایی‌های بزرگ ناشی از انهدام پیش‌رونده

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران و نقشه‌برداری، دانشکده فنی‌ومهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام (ره) شهرری

چکیده

تیرهای بتنی مسلح در شرایط انهدام پیش‌رونده، تحت جابجایی‌های بسیار بزرگی قرار می‌گیرند که در شرایط معمول طراحی درنظر گرفته نمی‌شوند. در نتیجه مطالعات گسترده انجام‌شده در سال‌های اخیر، مکانیسم‌های قوسی فشاری و زنجیری به عناون عملکردهای اصلی در تیرهای بتنی مسلح برای مقاومت در برابر پیشرفت انهدام معرفی شده‌اند. گرچه مطالعات بسیار گسترده‌ای در رابطه با کیفیت رفتاری و شناخت مکانیسم‌های مقاومتی مذکور صورت گرفته، اما همچنان توسعه روش‌های مطمئن جهت برآورد ظرفیت و مقاومت نهایی این اعضا در شرایط مذکور، مورد توجه محققان قرار دارد. لذا در مطالعه حاضر، یک روش تحلیلی ساده و کاربردی جهت تخمین ظرفیت نهایی قوسی فشاری تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی‌های بزرگ ناشی از انهدام پیش‌رونده توسعه یافته است. این روش که بر مبنای عملکرد قوسی در دال‌های بتن‌آرمه و محاسبه تحلیلی سختی جانبی سیستم سازه‌ای توسعه یافته، بدون نیاز به انجام فرآیند تکراری و مبتنی بر یک رویکرد یک‌بار اجرا، ظرفیت نهایی قوسی فشاری را بدست خواهد داد. توانایی روش مذکور بر مبنای بانک جامع اطلاعات آزمایشگاهی، شامل 99 مطالعه تجربی موجود در ادبیات فنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق مطالعه انجام‌شده، روش مذکور از توانایی مناسبی در تخمین ظرفیت قوسی تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی‌های بزرگ برخوردار است. حاکم بودن عملکرد خمشی در هنگام انهدام تیرهای بتنی و همچنین برقراری شرایط گیرداری معمول در اتصالات که منجر به افزایش غیرعادی سختی جانبی نشود (به عنوان مثال مقاوم‌سازی در محل اتصالات و اعضا نسبت به طراحی عادی صورت نگرفته باشد)، از جمله عواملی است که منجر به افزایش دقت روش پیشنهادی می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analytical Assessment of Reinforced Concrete Beams under Large Displacements due to Progressive Collapse

نویسنده [English]

  • Foad Mohajeri Nav
Department of Civil Engineering and Surveying, Faculty of Engineering, Yadegar-e-Imam Shahre Rey branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

During the progressive collapse of structures, reinforced concrete (RC) beams must sustain large displacements which are not considered in usual design procedures. Regarding the extensive studies during the recent years, compressive arching and catenary actions are introduced as the main resistance mechanisms against progressive collapse. Despite the extensive studies, there is still a running debate on reliable estimation of the capacities and ultimate resistance of RC members against progressive collapse. Thus, in the present study, a simple and practical analytical method is developed to estimate the ultimate compressive arching capacity of RC beams under large displacements due to progressive collapse. The proposed method is developed based on the membrane action in RC slabs and analytical calculation of lateral stiffness of the structural system. Despite the available methods in the literature, the ultimate arching capacity of RC beams is obtained based on a single-stage procedure. The capability of the introduced method is evaluated utilizing a comprehensive laboratory database, including 99 experimental studies in the technical literature. According to the performed evaluations, the proposed method provides a reliable framework to estimate the arching capacity of reinforced concrete beams in large displacements. Any change in failure mode from flexural action to shear mechanism and increasing the rigidity of the connections leading to an improvement in lateral stiffness could reduce the accuracy of the proposed method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced concrete beams
  • Progressive collapse
  • Large displacement
  • Compressive arching action
  • Analytical method