تحلیل احتمالاتی عملکرد سازه‌ها‌ی قاب خمشی فولادی تحت ضربه‌ی وسایل نقلیه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

در چند دهه‌ی اخیر، با گسترش حوادث غیرطبیعی مانند آتش‌سوزی، انفجار و برخورد وسایل نقلیه، مطالعه‌ی رفتار سازه‌ها تحت اثر بارگذاری‌های نامتعارف مورد توجه پژوهشگران و مهندسین سازه قرار‌گرفته است. در میان سناریوهای مختلف بارهای ضربه‌ای، برخورد تصادفی یا عمدی وسایل نقلیه‌ی سبک و سنگین به ستون‌ خارجی ساختمان‌های‌ فولادی به‌عنوان یک‌ موضوع تحقیقی و کاربردی حائز اهمیت می‌باشد. از آنجا که بارهای ضربه‌ای ناشی از برخورد وسایل نقلیه به ساختمان‌ها در طراحی لحاظ نمی‌شوند، شایسته است اثر این بارها، بر عملکرد غیرخطی سازه‌ها مورد مطالعه قرار گیرد. در این تحقیق، سازه-های قاب خمشی فولادی 2، 5، 8 و 12 طبقه با شکل‌پذیری متوسط برای بارهای ثقلی و لرزه‌ای طراحی شده و سپس تحلیل‌های‌ دینامیکی غیرخطی تحت بارهای ضربه‌ای ناشی از برخورد وسیله‌ی نقلیه‌ی سبک و سنگین به ستون گوشه‌ی محور کناری توسط نرم‌افزار OpenSees انجام‌ و منحنی‌های‌ شکنندگی برای سطوح مختلف خسارت ارائه شده است. در نهایت پاسخ‌های سازه‌های مورد مطالعه تحت اثر ضربه‌ی برخورد با سرعت‌های مختلف تا رخداد ناپایداری دینامیکی بررسی و مقایسه شده‌اند. نتایج نشان داد که ضربه‌ی ناشی از برخورد وسیله‌ی نقلیه‌ی سبک با سرعت‌های 80، 100، 140 و 130 کیلومتر بر ساعت و ضربه‌ی ناشی از برخورد وسیله‌ی نقلیه‌ی سنگین با سرعت‌های 50، 60، 80 و 70 کیلومتر بر ساعت، به ترتیب باعث رخداد ناپایداری دینامیکی در قا‌ب‌های 2، 5، 8 و 12 طبقه‌ی موردنظر شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Probabilistic Analysis of Steel Moment-Resisting Frame Structures Performance under Vehicles Impact

نویسندگان [English]

  • Abbasali Sadeghi
  • Hamid Kazemi
  • Maysam Samadi
Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Over the recent decades, with spreading the unusual events such as fire, blast, and vehicles collision, studying the behavior of structures subjected to abnormal loadings has been attracted the attention of researchers and structural engineers. Among the various scenarios of impact loads, the collision of light and heavy vehicles to the external column of steel buildings accidentally and or intentionally is important as a research and an applied topic. The impact loads caused by vehicle collisions to column of buildings are usually not considered in the design, so it's necessary that the effect of these loads should be studied on the nonlinear performance of structures. In this study, the steel moment-resisting frame structures 2, 5, 8 and 12-story with intermediate ductility are designed for gravity and seismic loads and then nonlinear dynamic analyses are conducted under the impact induced by Light and heavy vehicles collision to corner column of side axis by OpenSees software and fragility curves are proposed based on the different damage levels. Finally, structural responses of studied frames are investigated and compared due to the collision impact with different velocities until the occurrence of dynamic instability. The results showed that the impact induced by light vehicle collision at velocities 80, 100, 140 and 130 Km/h and impact induced by heavy vehicle at velocities 50, 60, 80 and 70 Km/h has been caused dynamic instability in the desired frames 2, 5, 8 and 12-story, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vehicle Impact
  • Steel Moment-Resisting Frame
  • nonlinear dynamic analysis
  • Fragility curve
  • Dynamic instability