مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تحلیل قابلیت اطمینان خرابی پیش‌رونده در سازه پارکینگ‌های چند طبقه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، دانشکده عمران، معماری و هنر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، معماری و هنر، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
10.22065/jsce.2026.549311.3828
چکیده
خرابی پیش‌رونده، یکی از مهم‌ترین چالش‌های عملکرد سازه‌های مقاوم در برابر بارهای غیرمعمول و خارج از طراحی است. این پژوهش به ارزیابی قابلیت اطمینان سازه‌های پارکینگ چندطبقه با سیستم قاب خمشی بتن مسلح ویژه در برابر خرابی پیش‌رونده می‌پردازد. برای این منظور، مدل‌های دوبعدی سازه‌های ۳، ۶ و ۹ طبقه با ارتفاع یکسان ۳ متر در نرم‌افزار ETABS ایجاد شد و سناریوهای حذف ستون‌های کلیدی (گوشه، کناری و میانی) شبیه‌سازی گردید. تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی برای ارزیابی احتمال فروریزش و تغییرات لنگر دوران عضوها انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد طبقات، حساسیت سازه نسبت به حذف ستون‌ها افزایش یافت؛ حذف ستون میانی در سازه ۳ طبقه احتمال فروریزش را ۱۵٪، در سازه ۶ طبقه ۲۰٪ و در سازه ۹ طبقه ۲۷٪ افزایش داد. همچنین، شتاب طیفی متناظر با ناپایداری (Sa) در مدل‌های ۶ و ۹ طبقه به دلیل افزایش جرم مؤثر و تغییر در زمان تناوب اصلی، نسبت به مدل ۳ طبقه به ترتیب ۵٪ و ۸٪ افزایش یافت، که نشان‌دهنده تغییر در تقاضای لرزه‌ای سازه با افزایش ارتفاع است. تحلیل‌ها نشان داد که حذف ستون میانی بحرانی‌ترین سناریو است، که نشان‌دهنده ضعف سیستم در توزیع مجدد بارها پس از دست دادن یک عضو حیاتی در مرکز سازه است. در مقابل، حذف ستون گوشه الگویی متعادل‌تری از توزیع بار ایجاد کرد. ستون‌های میانی نقش کلیدی در پایداری کلی سازه دارند و حذف آن‌ها خطر فروریزش پیش‌رونده را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. بنابراین، تقویت اعضای بحرانی، به‌کارگیری سیستم‌های مقاوم جانبی مناسب و بهبود طراحی اتصالات می‌تواند در کاهش آسیب‌پذیری سازه‌های پارکینگ طبقاتی در برابر خرابی پیش‌رونده مؤثر باشد. این مطالعه اهمیت رویکردهای جامع در طراحی اولیه و مقاوم‌سازی سازه‌ها را برای افزایش قابلیت اطمینان و کاهش خطر فروریزش پیش‌رونده برجسته می‌نماید.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Reliability Analysis on progressive collapse for multistory parking structures

نویسندگان English

Mir Hamid Hosseini 1
Mohammadreza Mansoori 1
Babak Golestani 2
1 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Art, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
2 Master's student , Faculty of Architecture and Art, Science and Research Branch,, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

Progressive collapse is a critical challenge for structural performance under abnormal or unforeseen loads. This study evaluates the reliability of multi-story parking structures with special reinforced concrete moment-resisting frames against progressive collapse. Two dimensional models of 3, 6, and 9story structures with uniform 3 meter story heights were developed in ETABS, and key column removal scenarios (corner, edge, and interior) were simulated. Nonlinear static and dynamic analyses assessed collapse probability and member rotation demands. Results indicated that structural sensitivity to column loss increased with height: interior column removal raised collapse probability by 15% in the 3-story, 20% in the 6 story, and 27% in the 9 story structure. Spectral acceleration at instability (Sa) increased by 5% and 8% in the 6 and 9 story models, respectively, compared to the 3-story model, due to higher effective mass and shifts in fundamental period reflecting altered seismic demand with increasing height. Interior column removal proved the most critical scenario, revealing the system's weakness in redistributing loads after losing a central key member. In contrast, corner column removal generated a more balanced load redistribution pattern. Interior columns play a vital role in overall stability, and their loss significantly elevates progressive collapse risk. Therefore, strengthening critical members, incorporating robust lateral load resisting systems, and improving connection design can effectively reduce vulnerability in multi-story parking structures. This study underscores the importance of comprehensive approaches in initial design and retrofitting to enhance structural reliability and mitigate progressive collapse risk

کلیدواژه‌ها English

Reliability
progressive deterioration
reinforced concrete structure
multi-storey car parks
collapse

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 07 اسفند 1404

  • تاریخ دریافت 08 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 14 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 07 اسفند 1404