2. Progressive Collapse Resistant Design of Structures
خرابی پیشرونده و طراحی مقاوم سازه ها در برابر آن
Progressive Collapse Resistant Design of Structures
كريم عابدي

3. Part 1

4. تعریف خرابی پیشرونده
خرابی پیشرونده (Progressive Collapse) را می توان به عنوان یک واکنش زنجیره ای (Chain Reaction) یا انتشار خرابی (Propagation of Failure) تعریف کرد که در آن تحت عللی خاص، صدمه موضعی (Local Damage) در ناحیه نسبتاً کوچکی از سازه رخ می دهد و در شرایطی این صدمه موضعی، به بخش های دیگری از سازه گسترش یافته و در نهایت به خرابی کلی(Overall Collapse) سازه، منتهی می شود. به عبارت دیگر بعضی مواقع خرابی محل عضو، به صورت موضعی باقی نمانده و در کل سازه منتشر می شود.

5. پدیده دومینو
با استفاده از پدیده Domino یا House of cards می توان پیشروندگی خرابی را به وضوح نشان داد. شکل زیر ‏تعدادی کارت با ارتفاع L‏را نشان هی دهد که به فاصله λ از همدیگر قرار گرفته اند.

6. فرض می کنیم یکی از کارت ها، در اثر ضربه، پایداری خود را از دست داده ‏و خراب شود. وضعیت کارت های د‏یگر را بعد از این خرابی می توان در دو حالت بررسی کرد :
حالت اول L≥λ ‏: یعنی وقتی که فاصله کارت ها، از ارتفاع شان کمتر است. این وضعیت در شکل زیر ‏ نشان داده شده است. در این حالت، ناپایداری کارت اولی باعث گسترش ناپایداری به صورت پیشرونده به تمام کارت های دیگر خواهد شد، یعنی خرابی به صورت پیشرونده رخ خواهد داد.

7. ‏

8. حالت دوم L≤λ ‏: یعنی وقتی که فاصله کارت ها، از ارتفاع شان بیشتر است

9. سئوالات اساسی در هنگام بررسی خرابی پیشرونده
1- علت وقوع خرابی چه بوده است ؟
2‏- چه هنگاهی یک خرابی محلی، به صورت موضعی باقی می ماند و انتشاری ایجاد نمی شود؟
3- تحت چه شرایطی یک خرابی محلی می تواند در بخش بزرگی از سازه انتشار یابد؟
4- چه پارامترهایی امکان انتشار خرابی محلی را افزایش یا کاهش می دهند؟
5- چگونه طراح می تواند از وقوع پدیده انتشار جلوگیری نماید؟

10. عوامل ایجادکننده خرابی پیشرونده
خرابی پیشرونده در سازه ها بیشتر به دو علت زیر اتفاق می افتد:
الف) خطا های طراحی و اجرایی
(Construction and Design Errors)
ب) بار های غیرعادی (Abnormal Loading)
که موجب شکست محلی (local Fracture) یا ناپایداری محلی(Local Instability) می شوند. ‏

11. COLLAPSE PROGRESIVE Inadequate robustness Conception Local instability
Human
errors
Erection
Local
fractures
Dynamical
effects
Service
Earthquake
Explosion
Fire
Impact
Earthquake +
explosion
fire
Impact +
explosion
fire

12. موارد وقوع ناپایداری محلی (Local Instability)
و انتشار آن ‏

13. Inadequate robustness – double layer grids
LOCAL INSTABILITY
Inadequate robustness – double layer grids
DOMINO EFFECT
propagation
of buckling
lines of collapse

14. DYNAMIC EFFECT
a=16g

15. PROPAGATION OF LOCAL INSTABILITY IN SIGLE LAYER DOMES

16. ARCHETYPE OF DOMINO EFFECT
IN SPACE STRUCTURE
Collapse of Hartford Civic Center Arena Roof
January 18,1978

17. Collapse of Hartford (Connecticut, USA) Arena Roof, 1978
first local failure

18. LOCAL INSTABILITY
Dynamical effects

19. Progressive collapse of initial local buckling
PIPE BUCKLING
MEXICO BAY

23. Collapse of Paris Airport Terminal 2E, 2004
Structure
separation
Arch buckling

24. COLLAPSE OF RETICULATED DOMES
Done with 72 members
Numerical tests. Dynamical analysis of local buckling propagation
ANSYS
A. Ivan, 1999
Snow
agglomeration

25. EXPOSITION HALLS FROM BRNO AND BUCHAREST

26. ARCHETYPE OF LOCAL BUCKLING PROPAGATION
Collapse of exposition hall Bucharest-1963
Before collapse
After collapse

27. COLLAPSE OF EXPOSITION HALL, Bucharest, 1963
snow agglomeration
snap - through
local buckling

28. PROPAGATION OF LOCAL BUCKLING
snow agglomeration