رفتار این سازه­ها در برابر فروپاشی پیش­رونده احساس می­گردد. در این پایان ­نامه روشی مبتنی بر بررسی فروپاشی یک پل خرپایی چند دهانه در برابر پدیده­ فروپاشی پیش­رونده با سناریوهای تشخیص و حذف اعضای بحرانی و مقایسه­­ی بین حالات مختلف حذف و همچنین تاثیر سناریوهای حذف اعضای بحرانی بر پایداری سازه­ی باقی­مانده ارائه گردیده­است. پس از شبیه­سازی مدل­های المان محدود سه بعدی، به منظور ارزیابی پتانسیل وقوع فروپاشی پیش­رونده تحت سناریوهای مختلف قرار­گرفت. با مقایسه­ نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی­خطی، تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی غیرخطی طی زمان­های 5/0 ثانیه و 1 ثانیه به ارائه­ ضریب افزایش بار دینامیکی اعضای بحرانی در حالت میانگین تغییرات نیرویی برای اعضای یال بالایی و پایینی پرداخته شد. با مقایسه­ ضریب افزایش بار دینامیکی برای دو گروه اعضای کلیدی یال بالا و پایین و مقدار میانگین اعضای کلیدی در هر گروه نتیجه شد هرچه زمان ضربه اعمالی ناشی از حذف کوتاه­تر باشد، ضریب افزایش بار بزرگتر خواهد­بود، همچنین نتیجه شد که هرچه حذف عضو سریع­تر انجام شود، ضریب افزایش بار افزایش می­یابد.

کلمات کلیدی فارسی : فروپاشی پیش­رونده ، ناحیه بحرانی ، پل خرپائی، ضریب افزایش بار






فهرست مطالب
فصل 1: 1
مقدمه و کلیات 1
1-1- مقدمه 2
1-2- ضرورت تحقیق 5
1-3- هدف تحقیق 6
1-4- شیوه تحقیق 7
1-5- ساختار پایان ­نامه 7
فصل 2: 10
ادبیات و پیشینه­ی تحقیق 10
2-1- مقدمه 11
2-2- تعریف آسیب سازهای 11
2-3- تعریف فروپاشی پیش­رونده 11
2-4- بارهای غیرعادی 12
2-4-1- انفجار گاز 13
2-4-2- انفجار بمب 14
2-4-3- ضربه­ی ناشی از برخورد 15
2-4-4- آتش سوزی 15
2-4-5- خطای ساخت 16
2-5- مفاهیم اولیه در فروپاشی پیش­رونده 16
2-6- تاریخچه پیدایش استانداردهای مربوط به فروپاشی پیش­رونده 17
2-7- ترکیب بارهای فروپاشی پیش رونده در استانداردها 19
2-7-1- ترکیب بار شامل بارگذاری­های نامشخص 19
2-7-2- ترکیب بارهای اسمی با بهره گرفتن از تنش مجاز طراحی 20
2-7-2-1- ترکیب بارهای مبنا 20
2-7-3- ترکیبات بار برای حوادث فوق­العاده و استثنائی 20
2-7-3-1- ظرفیت تحمل بار 21
2-7-3-2- ظرفیت باقیمانده 21
2-7-3-3- شرایط ثبات و پایداری سازه 21
2-8-ترکیبات بارگذاری مورد نیاز درتحلیل فروپاشی پیش­رونده 22
2-9- بررسی انواع فروپاشی پیش­رونده در سازه­ها 23
2-9-1- فروپاشی پنکیکی 23
2-9-2- فروپاشی دومینویی 25
2-9-3- فروپاشی زیپی 25
2-9-4- فروپاشی برشی 27
2-9-5- فروپاشی ناشی از ناپایداری 27
2-9-6- فروپاشی ترکیبی 28
2-10- فروپاشی پیش­رونده پل­ها 29
2-10-1- فروپاشی ناشی از گسیختگی تکیه­گاه 29
2-10-2- فروپاشی ناشی گسیختگی موضعی 32
2-11- روش های تحلیل سازه­ها در مقابل فروپاشی پیش­رونده 34
2-11-1- تحلیل استاتیکی الاستیک خطی 34
2-11-2- تحلیل استاتیکی غیرخطی 35
2-11-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی الاستیک خطی 36
2-11-4- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی 37
2-12- روش­های مقابله با فروپاشی پیش­رونده در پل­ها 38
2-12-1- کنترل حادثه 39
2-12-2- طراحی غیرمستقیم 39
2-12-3- مقاومت موضعی مشخصه 40
2-12-4- مسیر بار جایگزین 40
2-12-5- جداسازی 40
2-13- تاریخچه­ی فروپاشی پیش­رونده 41
فصل 3: 44
روش تحقیق 44
3-1- مقدمه 45
3-2- مدل تحلیلی 47
3-2-1- کلیاتی پیرامون نمونه­ی آزمایشگاهی 47
3-2-1- صحت­سنجی مدل آزمایشگاهی 50
3-2-2- نحوه مدل­سازی 51
3-3- بارگذاری 55
3-4- تعیین اعضای کلیدی 57
3-5- نتیجه­گیری 62
فصل 4: 64
محاسبات و یافته­ها 64
4-1- مقدمه 65
4-2- معیار انتخاب سناریوی حذف اعضای کلیدی 65
4-3- تعیین روش تحلیل مناسب 71
4-3-1- اثر حذف اعضای B10 و B9. 71
4-3-2- اثر حذف اعضای T4 و T5. 74
4-4- ضریب افزایش دینامیکی 77
فصل 5: 80
نتیجه­گیری و پیشنهادات 80
5-1-مقدمه 81
5-2- نتیجه­گیری 81
5-3- ارائه پیشنهادات 82
منابع و مآخذ 83





فهرست اشکال
شکل (1-1) فروپاشی پیش رونده پل [6] I-35W. 4
شکل (1-2) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [7] 4
شکل (1-3) فروپاشی پیش رونده پل جیاندونگ جینگ جیانگ [8] 5
شکل (2-1) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار گاز [12] 13
شکل (2-2) تاریخچه زمانی فشار ناشی از انفجار : (a فاصله 1 متر، (b فاصله 5 متر، (c فاصله 10 متر[12] 14
شکل (2-3) ساختمان آلفرد پ. مورا قبل از انفجار و بعد از انفجار[18] 18
شکل (2-4) مراحل فروپاشی پیش رونده پنکیکی [27] 24
شکل (2-5) فروپاشی برجهای دو قلو در اثر فروپاشی پیش رونده پنکیکی [28] 24
شکل (2-6) مراحل فروپاشی پیش رونده دومینوئی[27] 25
شکل (2-7) مراحل فروپاشی پیش رونده زیپی[27] 26
شکل (2-8) فروپاشی پیش رونده زیپی پل کابلی[26] 26
شکل (2-9) فروپاشی پیش رونده برشی اسلیپر پیش تنیده [29] 27
شکل (2-10) مراحل فروپاشی پیش رونده ناشی از ناپایداری[27] 28
شکل (2-11) فروپاشی پیش رونده ترکیبی ساختمان مورا [26] 28
شکل (2-12) فروپاشی پیشرونده پل کوآنگ دونگ در اثر آسیب دیدگی پایه میانی[7] 30
شکل (2-13) فروپاشی پیشرونده پل هانگجو در اثر حذف ناگهانی ستون موقت[5] 31
شکل (2-14) فروپاشی پیشرونده پل بآیهوا در اثر آسیب دیدگی ستونهای آن [7] 31
شکل (2-15) فروپاشی پیشرونده پل کبک در اثر کمانش مهارهای جانبی آن[7] 32
شکل (2-16) فروپاشی پیشرونده پل زایاوتانمن در اثر گسیختگی مهارهای آن[7] 33
شکل (2-17) فروپاشی پیشرونده پل پرچم سرخ در اثر تخریب غیر اصولی[7] 33
شکل (3-1) ابعاد هندسی نمونه آزمایشگاهی[35] 48
شکل (3-2) نمونه آزمایشگاهی پل خرپائی [35] 48
شکل (3-3) تکیه گاه های نمونه آزمایشگاهی (a) تکیه گاه غلتکی و (b) تکیه گاه مفصلی 50
شکل (3-4) شکل مدلسازی پل خرپایی در حالت نیمرخ پل 51
شکل (3-5) شکل مدلسازی شده در نمای 3 بعدی از پل خرپایی 52
شکل (3-6) مشخصات و جنس مصالح 52
شکل (3-7) نحوه تعریف سطح مقطع ( 2x25x50 ). 53
شکل (3-8) مشخصات مصالح سطح مقطع ( 3×30 ). 53
شکل (3-9) مشخصات سطح مصالح ( 6/1×20 ). 54
شکل (3-10) مشخصات مفصل پلاستیک محوری 55
شکل (3-11) بارگذاری غیرخطی با در نظر گرفتن اثر تغییر شکل­های بزرگ.56
شکل (3-12) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی(گروه اول) 59
شکل (3-13) شاخص تغییرات گروه اول 59
شکل (3-14) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی(گروه دوم) 59
شکل (3-15) شاخص تغییرات گروه دوم 60
شکل (3-16) سناریوهای حذف اعضای قائم(گروه سوم) 60
شکل (3-17) شاخص تغییرات گروه سوم 61
شکل (3-18) سناریوهای حذف اعضای مورب(گروه چهارم) 61
شکل (3-19) شاخص تغییرات گروه چهارم 62
شکل (4-1) سناریوهای حذف اعضای یال پائینی 67
شکل (4-2) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه اول سناریوی آسیب 67
شکل (4-3) سناریوهای حذف اعضای یال بالائی 68
شکل (4-4) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه دوم سناریوی آسیب 68
شکل (4-5) سناریوهای حذف اعضای قائم 69
شکل (4-6) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه سوم سناریوی آسیب 69
شکل (4-7) سناریوهای حذف اعضای مورب 70
شکل (4-8) پارمترهای آماری اعضای سازه در گروه چهارم سناریوی آسیب 70
شکل (4-9) بیشینه میزان تغییرات نیرویی در اعضای کلیدی یال پائینی 72
شکل (4-10) مفدار میانگین نیرویی اعضای کلیدی در اعضای یال پائینی 72