كريم عابدي

كريم� عابديكريم� عابدي

Progressive Collapse Resistant Design of Structures

و خرابی پیشروندهطراحی مقاوم سازه ها

در برابر آن

Part 1

تعریف خرابی پیشرونده

را م�ی توان به ( Progressive Collapse)خراب�ی پیشرونده ای زنجیره واکن�ش ی�ک یا ( Chain Reaction)عنوان

تعریف کرد که در (Propagation of Failure)انتشار خراب�ی (Local Damage)آ�ن تح�ت علل�ی خاص، ص�دمه موضعی

در و دهد م�ی رخ س�ازه از کوچک�ی نس�بتاً ن�احی�ه در ب�ه بخش های دیگری از ای�ن ص�دمه موضع�ی، شرایط�ی

Overall)س�ازه گس�ترش یافت�ه و در نهای�ت ب�ه خراب�ی کلی

Collapse ) دیگر عبارت ب�ه شود. م�ی منته�ی س�ازه، موضعی ص�ورت ب�ه عض�و، مح�ل خراب�ی مواق�ع بعض�ی

باقی نمانده و در کل سازه منتشر می شود.

پدیده پدیده دومینو از اس�تفاده ی�ا Dominoب�ا House of cards توان می

تعدادی زی�ر پیشروندگ�ی خراب�ی را ب�ه وضوح نشان داد. شک�ل

از λ ک��ه ب��ه فاص��لهدرا نشان ه��ی ده��L کارت ب��ا ارتفاع

.همدیگر قرار گرفته اند

فرض م�ی کنی�م یک�ی از کارت ه�ا، در اث�ر ضربه، پایداری خود را

های دیگ�ر را بعد از وضعی�ت کارت.و خراب شوداز دس�ت داده

: این خرابی می توان در دو حالت بررسی کرد

اول • ارتفاعازها، تریعن�ی وقت�ی ک�ه فاص�له کا : L≥λحال�ت

زی�رشان کمت�ر اس�ت. ای�ن وضعی�ت در شده اس�ت. داده نشان شک�ل

اداری کارتیدر ای��ن حال��ت، ناپا ی ب��ه رول��ی باع��ث گس��ترش ناپایدا

یعنی خرابی به ،های دیگر خواهد شد صورت پیشرونده ب�ه تمام کارت

پیشرونده رخ خواهد داد.تصور

دوم ها، از یعن��ی وقت��ی ک��ه فاص��له کارت : L≤λ حال��ت

نشان شک�ل زی�ردر ی�زن ای�ن حال�ت اس�ت. شت�ربیشان ارتفاع

ای�ن دردک�ه مشاهده م�ی شو طوری شده اس�ت. همانداده

اپایداری اولی��ه ب��ه ص��ورت موضع��ی در مح��ل شروع نحال��ت

خرابی باقی مانده و انتشاری واقع نمی شود.

سئواالت اساسی در هنگام بررسی خرابی

پیشرونده - علت وقوع خرابی چه بوده است ؟1

صورت 2 ب�ه محل�ی، خراب�ی ی�ک هنگاه�ی چ�ه -

نمی� ایجاد انتشاری و مان�د م�ی باق�ی موضع�ی

شود؟

- تح�ت چ�ه شرایط�ی� ی�ک خراب�ی محل�ی م�ی تواند 3

در بخش بزرگی از ساز�ه انت�شار یابد؟

- چ�ه پارامترهای�ی امکان انتشار خراب�ی محلی را 4

افزایش یا کاهش می دهند؟

انتشار 5 پدیده از وقوع تواند - چگون�ه طراح م�ی

جلوگیری نم�اید؟

عوامل ایجادکننده خرابی پیشروندهخراب�ی پیشرونده در س�ازه ه�ا بیشت�ر ب�ه دو عل�ت� زیر

اتفاق می افتد:

الف( خطا های طراحی و اجرایی

(Construction and Design Errors)

( Abnormal Loading )ب( بار های غیرعادیمحل�ی شکس�ت موج�ب محلی(local Fracture)ک�ه ناپایداری ی�ا (Local

Instability).می شوند

PROGRESIVE COLLAPSE

Localinstability

Humanerrors

Dynamicaleffects

Inadequaterobustness

Erection

Conception

Service

Local fractures

ImpactFireExplosionEarthquake

Earthquake+

explosion+

fire

Impact+

explosion+

fire

موارد وقوع ناپایداری Local) محلی

Instability) و انتشار آن

LOCAL INSTABILITY

Inadequate robustness – double layer grids

DOMINO EFFECT

propagation

of buckling

lines of collapse

DYNAMIC EFFECT

a=16g

PROPAGATION OF LOCAL INSTABILITY IN SIGLE LAYER DOMES

ARCHETYPE OF DOMINO EFFECT

IN SPACE STRUCTURE

Collapse of Hartford Civic Center Arena Roof

January 18,1978

Collapse of Hartford (Connecticut, USA) Arena Roof, 1978

first local failure

LOCAL INSTABILITY

Dynamical effects

PIPE BUCKLING

Progressive collapse of initial local buckling

MEXICO BAY

20

21

22

Collapse of Paris Airport Terminal 2E, 2004

Arch buckling

Structure

separation

COLLAPSE OF RETICULATED DOMES

Snow

agglomeration

Done with 72 members Numerical tests. Dynamical analysis of local buckling propagation

ANSYS

A. Ivan, 1999

EXPOSITION HALLS FROM BRNO AND BUCHAREST

BRNO

BUCHAREST

ARCHETYPE OF LOCAL BUCKLING PROPAGATION

Collapse of exposition hall Bucharest-1963Before collapse

After collapse

COLLAPSE OF EXPOSITION HALL, Bucharest, 1963

snow agglomeration

local buckling snap - through

snow agglomeration

PROPAGATION OF LOCAL BUCKLING