بررسی عددی سازوکار خرابی پیش رونده قاب های فولادی دارای ستون های جعبه ای پر شده با بتن (CFST)

خرابی پیش رونده به صورت گسترش یک گسیختگی موضعی آغازین از یک المان به المان دیگر که در نهایت منجر به فروپاشی کل سازه یا بخش بزرگی از آن می شود، تعریف می گردد. این پدیده می تواند موجب آسیب های موضعی در عناصر سازه ای شود که در پی آیند آن خرابی پیش رونده ی حاصل ممکن است تلفات گسترده و خسارات قابل توجهی را ایجاد کند. شکل پذیری، پیوستگی و میزان توسعه پذیری سازه جزو پارامترهایی اند که نقش مهمی را در کاهش چنین پیامدهایی بازی می کنند. در این پژوهش، یک قاب فولادی چهار دهانه، دارای ستون های جعبه ای فولادی پر شده از بتن (CFST)، به صورت مقیاس شده تحت حذف ستون میانی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس، سازکارهای خرابی پیش رونده تحت این سناریو حذف ستون بررسی گردید. این کار به کمک روش اجزای محدود در نرم افزار آباکوس صورت گرفت. این کار با بررسی اثر اعمال ورق تقویتی پشت بند، تقویت ماهیچه ای و نبشی زاویه دار، روش مقطع کاهش یافته ی بال و جان و کابل های پس تنیده ی FRP همچنین تحلیل حساسیت به این قاب دنبال شد. یافته ها نشان دادند که در میان روش های پادفروریزش پیشنهادی، بیشترین مقاومت تسلیم به روش نبشی زاویه دار با ۲۴/۱۴۰ کیلونیوتن، مقاومت نهایی به ورق پشبند با ۶/۲۵۹ کیلونیوتن و نسبت شکل پذیری به روش مقطع کاهش یافته ی بال به میزان ۱۶/۲۱ اختصاص دارد. با این همه، در یک مقایسه ی همه جانبه، روش افزودن ورق پشبند بهترین روش پادفروریزش به دلیل پرهیز از آسیب به ستون ها شناخته شد. افزون بر این، تغییر مقاومت فشاری و کششی بتن اثر چندانی بر رفتار قاب در خرابی پیش رونده نداشت. همچنین، قاب با ستون ها بدون بتن دارای نسبت شکل پذیری کمابیش ۳ برابر بیشتر از حالت SRCT است هرچند که مقاومت تسلیم قاب با ستون های SRCT،۱۴درصد بیشتری است.