کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6736123 1429055 2018 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Progressive collapse triggered by fire induced column loss: Detrimental effect of thermal forces
ترجمه فارسی عنوان
فروپاشی پیشروی ناشی از افت ستون ناشی از آتش: اثر مضر نیروهای حرارتی
کلمات کلیدی
سقوط پیشرو، بارهای حرارتی، آتش محلی ساختمان های چند طبقه، قاب فولاد، نیرومندی،
ترجمه چکیده
در تجزیه و تحلیل فروپاشی پیشرفته، از دست رفتن ستون مستقل رویداد معمولا به عنوان یک سناریوی طراحی استفاده می شود. با این حال این سناریو برای نیروهای حرارتی ناشی از آتش سوزی که در صورت آتش سوزی ایجاد می شود، حساب نمی شود. نیروهای حرارتی ممکن است توزیع مجدد بار در ساختار، به ویژه در طول مرحله خنک کننده ایجاد کند. با این حال، به عنوان پاسخ کل ساختارها در طول دوره کامل آتش سوزی تا فرسودگی کمتر توجه شده است، این اثرات به خوبی ثابت نشده است. هدف از این مقاله تجزیه و تحلیل مکانیزم توزیع مجدد بار در یک سیستم ساختاری شامل ستون تحت آتشفشانی موضعی با تمرکز بر اثرات فاز خنک کننده است. شبیه سازی عددی با روش عنصر محدودی غیر خطی پس از اعتبار سنجی در مقابل داده های تجربی استفاده می شود. مکانیزم های مشاهده شده باعث ایجاد تنش در ستون در معرض آتش سوزی و بارگیری ستون های مجاور در فشرده سازی می شود. در نتیجه، عضو عمودی آسیب دیده، یک نیروی بزرگتر از نیرویی که ابتدا حمل می شود، مجددا توزیع می کند. این می تواند منجر به شکست اعضای عمودی شود که به طور مستقیم تحت تاثیر آتش سوزی قرار نگرفته و باعث فروپاشی پیشرفته ای می شود. این مکانیزم ها به صورت پارامتری بر روی یک سیستم ساده متشکل از یک ستون و یک بهار خطی مورد مطالعه قرار گرفته اند. پارامترهای عمده موثر بر نیروی کششی باقی مانده در ستون در معرض آتش سوزی، حداکثر رسیدن به درجه حرارت و سختی نسبی باقی مانده از ساختار است. تجزیه و تحلیل یک ساختمان قاب فولادی 20 ساله تحت حمله موضعی در یک ستون محیطی سطح زمین، تأیید توسعه این مکانیسم ها در یک طراحی واقعی را نشان می دهد. نتایج به دست آمده از نتایج مهم پیروی می کنند زیرا اعتبار سناریوی طراحی مستقل رویداد را برای تأثیر تاثیر شکست ستون به دلیل بارگذاری آتش مورد سوال قرار می دهند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
فروپاشی پیشروی ناشی از افت ستون ناشی از آتش: اثر مضر نیروهای حرارتی
چکیده انگلیسی
In progressive collapse analysis, event-independent column loss is commonly used as a design scenario. Yet this scenario does not account for the fire-induced thermal forces that develop in case of a fire. The thermal forces may cause detrimental load redistributions in the structure, notably during the cooling phase. However, as the response of entire structures during the full course of fires until burnout has received little attention, these effects are not well established. The objective of this paper is to analyze the mechanisms of load redistribution in a structural system comprising a column subjected to localized fire, with a focus on the effects of the cooling phase. Numerical simulations by nonlinear finite element method are used, after validation against experimental data. The observed mechanisms result in tension building up in the fire-exposed column and overloading the adjacent columns in compression. Consequently, the damaged vertical member redistributes a force that is larger than the force initially carried. This can lead to failure of vertical members not directly affected by the fire and trigger a progressive collapse. These mechanisms are parametrically studied on a simple system composed of a column and a linear spring. Major parameters influencing the residual tensile force in the fire-exposed column are the maximum reached temperature and the relative stiffness of the remainder of the structure. The analysis of a twenty-story steel frame building under localized fire attacking one ground level perimeter column confirms the development of these mechanisms in a real design. The results have important implications as they question the validity of an event-independent design scenario for capturing the influence of column failure due to fire loading.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Structures - Volume 172, 1 October 2018, Pages 483-496
نویسندگان
, ,