بررسی رفتار خرابی پیشرونده در انواع اتصالات قاب خمشی فولادی تحت اثر آتش

یکی از ضعف های سازه های فولادی عملکرد آنها در آتش سوزی است که نمونه ای از آن در آتش سوزی ساختمان پلاسکو مشاهده گردید. آتش سوزی در مجاورت اعضای فولادی به علت قابلیت هدایت گرمایی بالا و ضخامت کم آنها، باعث کاهش مقاومت و سختی می شود. نقش اتصالات تیر به ستون در اتصال سازهای فولادی با سیستم قاب خمشی در برابر بارهای وارده بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه، به بررسی اثر خرابی ستون بر اثر حریق بر روی عملکرد اتصالات آن ستون و ستون های مجاور پرداخته شده است. برای انجام مدلسازی از روش اجزای محدود و نرم افزار اباکوس استفاده شده است. در ابتدا برای اثبات دقت پیش بینی مدل های اجزای محدود، از نتایج یک تحقیق آزمایشگاهی در خصوص رفتار قاب فلزی تحت اثر حرارت استفاده شده است. مدل عددی نمونه آزمایشگاهی با درنظر گرفتن کلیه پارامترهای هندسی و ماده ساخته شده است. با استفاده از تحلیل همبند مکانیکی-حرارتی و مطابق بارگذاری حرارتی وارده به نمونه آزمایشگاهی، مدل اجزای محدود بارگذاری و تحلیل شده است. نتایج اندازه گیری شده در آزمایش و نتایج پیش بینی شده توسط مدل اجزای محدود با هم مقایسه شده و نتایج مشابهی بدست آمد. در گام بعد به بررسی تاثیر کاهش مقاومت ستون در اثر آتش سوزی بر عملکرد اتصالات گیردار فولادی پرداخته شده است. خروجی ها در قالب کانتورهای تنش، کرنش و تغییرمکاناستخراج و مقایسه شد. نتایج نشان داد که نقاط بحرانی دو سناریوی حذف ستون یکی در اثر آتش سوزی و دیگری سایر عوامل، کاملا متفاوت هستند و بنابراین برای بررسی رفتار خرابی پیش رونده در اثر آتش سوزی نمی توان به نتایج حاصل از خرابی ستون در اثر سایر عوامل مانند انفجار یا زلزله استناد نمود. اتصال صفحه انتهایی بهترین عملکرد را در بین اتصالات مورد بررسی تحت اثر آتش سوزی داشته است.

Keywords:

آتش سوزی , حذف ستون , تحلیل همبند مکانیکی-حرارتی , روش اجزای محدود , اتصالات تیر به ستون گیردار فولادی