تحلیل خرابی پیشرونده

یک تحلیل خرابی پیشرونده لازم است تا توانایی یک سازه برای مقابله با بارگذاری های غیر معمول تعیین شود.چندین روش وجود دارد که می تواند استفاده شود: تحلیل­استاتیکی­خطی، تحلیل­استاتیکی­غیرخطی، تحلیل­دینامیکی خطی وتحلیل دینامیکی غیر خطی. هر یک از آنها مزایا و معایبی دارند. خلاصه کوتاهی از روش های مختلف تحلیل در اینجا ارائه شده است.

• تحلیل استاتیکی خطی: سریع ترین و آسان ترین روش برای اجراست اما اثرات دینامیکی و غیر خطی بودن هندسی و مصالح را در نظر نمی گیرد.همچنین این تحلیل تنها برای تحلیل سازه های با شکل منظم و ساده قابل کاربرد است.

• تحلیل استاتیکی غیر خطی: که اثرات غیر خطی بودن هندسی و مصالح را در نظر می گیرد ولی اثرات دینامیکی را بطور مستقیم در تحلیل در نظر نمی گیرد. این روش نسبتا ساده است و اطلاعات مهمی درباره رفتار سازه می دهد.

• تحلیل دینامیکی خطی: شامل رفتار دینامیکی پاسخ سازه می شود اما اثرات غیر خطی هندسی و مصالح را در نظر نمی گیرد بنابراین زمانی که سازه تغییر شکل های پلاستیک بزرگی را تجربه کند ممکن است نتایج خوبی ندهد.

• تحلیل دینامیکی غیر خطی: دقیق ترین نتایج را می دهد. و هم اثرات غیر خطی هندسی و مصالح و هم اثرات دینامیکی را شامل می شود. اما این کار پیچیده و وقت گیر است [۳۰].

۲-۱۰-۱- ابزارهای تحلیلی

چندین ابزار برای تحلیل خرابی پیشرونده جهت تعیین توانایی یک سازه در مقابله با بارگذاری نامتعارف وجود دارد. تعداد زیادی نرم افزار در دسترس هستند که می توانند برای این هدف و گزینه های ویژه برای خرابی پیشرونده در سازه ها مفید باشند.

محققان بسته های نرم افزاری اجزای محدود شامل SAP2000,STAAD,PERFORM3D, OPENSEES را برای ارزیابی رفتار خرابی پیشرونده سازه های قابی استفاده می کنند. بسته های نرم  افزاری تحلیل اجزای محدود برای سیستم های پیوسته مثل FLEX,ANSYS,ABAQUS, LARSA,DIANA میتواند استفاده شود [۱۹].

۲-۱۱- مروری بر تکنیک های بهسازی ارائه شده برای مقابله با خرابی پیشرونده

دو هدف اصلی برای بهسازی سازه های موجود، مقابله با خرابی موضعی المان های سازه ای و فراهم کردن باز توزیع بار برای جلوگیری از خرابی پیشرونده در کل سازه است. برای نیل به این هدف، تامین پیوستگی^[۱]، شکل پذیری^[۲] و مقاومت^[۳] در کل ساختمان،  المان ها و اتصالات لازم بنظر می رسد. مشخصات کلیدی در طراحی بهسازی توسط (Craw ford 2002) پیشنهاد شده است. نکته کلیدی این است که سازه باید رفتار شکل پذیر و غیر خطی قابل اعتمادی داشته باشد و مسیر های باربری اضافی برای دستیابی به حداکثر حفاظت فراهم شود. چندین تکنیک بهسازی برای سیستم های سازه ای مختلف برای کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده برای سازه های موجود ارائه شده است : [۱۲]

۲-۱۱-۱-  نمونه هایی از بهسازی اعضای خمشی

• استفاده از کابل های زنجیره وار^[۴]. با نصب کابل هایی دور تا دور ساختمان، زمانی که ستون منهدم می شود و بخشی از سقف شروع به خیز می‌کند، عملکرد زنجیره وار کابل ها، بار را به ستون های مجاور منتقل می‌کند و از انهدام جلوگیری می نماید. آستانه^[۵] در سال ۲۰۰۳ درباره این تکنیک بصورت تجربی و تحلیلی بحث کرده و استنباط نمود که در جلوگیری از انهدام سازه های فولادی موثر بوده و هزینه مناسب و نصب آسانی دارد.

• استفاده از کابل برای گره زدن المان های سازه ای به یکدیگر. این روش مناسب برای پانل های پیش ساخته است. جایی که برای گره زدن پانل ها در محل اتصالات استفاده می شود. همچنین پیوستگی و شکل پذیری را نیز فراهم می‌کند. این تکنیک کفایت خود را در ساختمان الکوبار که تحت حمله تروریستی قرار گرفت نشان داد. جاییکه پانل های پیش ساخته در مقایسه با بار وارده خیلی قوی نبودند، اما عملکرد کلی مناسب بود. [۱۴و۱۸]

[۱]–  Continuity

[۲]–  Ductility

[۳]–  Strength

[۴] –  Catenary Cables

[۵]–  Astaneh