ارزیابی عملکرد سازه‌های قاب خمشی فولادی متوسط و ویژه تحت آتش پس از زلزله

محسن گرامی, پوریا میرزایی

چکیده


زلزله­های شدید ممکن است باعث وقوع آتش­سوزی‌های گسترده در سازه‌ها شوند. در شرایط پس از زلزله عواملی چون بروز تغییر مکان­های پسماند در طبقات سازه، افزایش شدت آتش و آسیب­دیدگی پوشش‌های ضد حریق مقاومت سازه را در برابر آتش کاهش می­دهد. روش و الزامات طراحی لرزه­ای سازه­ها می­تواند تأثیر زیادی بر مقاومت آنها در برابر آتش داشته باشد. در این مقاله، عملکرد سازه‌های قاب خمشی فولادی متوسط و ویژه تحت آتش پس از زلزله مورد مقایسه قرار می‌گیرد. برای این منظور، دو قاب خمشی فولادی 5 و 10 طبقه با پوشش ضد حریق در دو حالت ویژه و متوسط طراحی شده و تحت بارگذاری آتش استاندارد و آتش طبیعی در شرایط پس از زلزله قرار می‌گیرند. برای بارگذاری لرزه‌ای، دو سطح خطر زلزله طرح و زلزله خیلی شدید در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، کاهش زمان مقاومت نمونه‌های قاب خمشی ویژه ناشی از اعمال بارهای لرزه‌ای با هر دو سطح خطر طرح کمتر از 21 درصد است. درحالی‌که زلزله‌های خیلی شدید باعث کاهش 75 درصدی در زمان مقاومت سازه‌های قاب خمشی متوسط می‌شوند، کاهش مقاومت این سازه‌ها در مقابل زلزله طرح کمتر از 19 درصد برآورد شده است. همچنین، نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که زلزله‌های خیلی شدید ممکن است باعث خرابی قاب‌های خمشی متوسط تحت آتش طبیعی پس از زلزله شوند، درحالی‌که قاب‌های خمشی ویژه قادر به تحمل بار آتش طبیعی در شرایط پس از زلزله می‌باشند.


موضوع


آتش پس از زلزله، آتش استاندارد، آتش طبیعی، سطوح عملکردی، قاب خمشی فولادی

مراجع


Cousins, W., et al. (2002) Modelling the spread of post-earthquake fire in Wellington City. Proc. The 2002 Technical Conference and AGM. New Zealand Society for Earthquake Engineering, Napier.

Buchanan, A. H. (2001) Fire engineering design guide. Centre for advanced Engineering, University of Canterbury.

Mousavi, S., Bagchi, A. and Kodur, V. K. (2008) Review of post-earthquake fire hazard to building structures. Canadian Journal of Civil Engineering, 35(7), 689-698.

Nishino, T., Tanaka, T. and Hokugo, A. (2012) An evaluation method for the urban post-earthquake fire risk considering multiple scenarios of fire spread and evacuation. Fire safety journal, 54, 167-180.

Della Corte, G., Landolfo, R. and Mazzolani, F. (2003) Post-earthquake fire resistance of moment resisting steel frames. Fire Safety Journal, 38(7), 593-612.

Faggiano, B. (2007) Fire after earthquake. Proc. WG1 Meeting on Urban Habitat Constructions under Catastrophic Event. Prague.

Faggiano, B., De Gregorio, D. and Mazzolani, F. (2010) Assessment of the robustness of structures subjected to fire following earthquake through a performance-based approach. Proc. Conference Urban habitat constructions under catastrophic events (COST C26 Action). Naples, Italy.

Zaharia, R. and Pintea, D. (2009) Fire after earthquake analysis of steel moment resisting frames. International Journal of Steel Structures, 9(4), 275-284.

Behnam, B. and Ronagh, H. R. (2014) Behavior of moment‐resisting tall steel structures exposed to a vertically traveling post‐earthquake fire. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 23(14), 1083-1096.

Behnam, B. and Ronagh, H. R. (2015) Post-Earthquake Fire performance-based behavior of unprotected moment resisting 2D steel frames. KSCE Journal of Civil Engineering, 19(1), 274-284.

Memari, M., Mahmoud, H. and Ellingwood, B. (2014) Post-earthquake fire performance of moment resisting frames with reduced beam section connections. Journal of Constructional Steel Research, 103, 215-229.

Elhami Khorasani, N., Garlock, M. and Gardoni, P. (2016) Probabilistic performance-based evaluation of a tall steel moment resisting frame under post-earthquake fires. Journal of Structural Fire Engineering, 7(3), 193-216.

Behnam, B. (2016) Structural response of vertically irregular tall moment‐resisting steel frames under pre‐and post‐earthquake fire. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 25(12), 543-557.

Leo Braxtan, N. and Pessiki, S. (2011) Bond performance of SFRM on steel plates subjected to tensile yielding. Journal of fire protection engineering, 21(1), 37-55.

Keller, W.J. and Pessiki, S. (2012) Effect of earthquake-induced damage to spray-applied fire-resistive insulation on the response of steel moment-frame beam-column connections during fire exposure. Journal of fire protection engineering, 22(4), 271-299.

Standard No. 2800 (2015) Building &Housing Research Center. Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings. Iran.

Ministry of roads and Urban Development, (2013) Iranian National Building Code for Steel Structures-Part 10. Tehran.

Quiel, S.E. and M.E. Garlock, M.E. (2008) Modeling high-rise steel framed buildings under fire. Proc. Structures Congress 2008. Crossing Borders.

Underwriters' Laboratories (1992) Fire Resistance Directory. Vol. 1.

Toh, W., Tan, K. and Fung, T. (2001) Strength and stability of steel frames in fire: Rankine approach. Journal of Structural Engineering, 127(4), 461-469.

Charney, F. A. and Marshall, J. (2006) A comparison of the Krawinkler and scissors models for including beam-column joint deformations in the analysis of moment-resisting steel frames. Engineering journal American institute of steel construction, 43(1), 31-48.

EN 1993-1-2 (2005) European standard. Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1-2: Structural fire design. CEN, Brussels, Belgium.

Rubert, A. and Schaumann, P. (1986) Structural steel and plane frame assemblies under fire action. Fire Safety Journal, 10(3), 173-184.

Lien, K., Chiou, Y., Wang, R. and Hsiao, P. (2010) Vector form intrinsic finite element analysis of nonlinear behavior of steel structures exposed to fire. Engineering Structures, 32(1), 80-92.

Sun, R., Huang, Z. and Burgess, I. W. (2012) Progressive collapse analysis of steel structures under fire conditions. Engineering Structures, 34, 400-413.

Memari, M. and Mahmoud, H. (2014) Performance of steel moment resisting frames with RBS connections under fire loading. Engineering Structures, 75, 126-138.

FEMA440 (2005) Federal Emergency Management Agency. Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures. Washing- ton, DC, USA.

A.S.o.C. (2007) ASCE Publications. Seismic rehabilitation of existing buildings. Vol. 41.

EN 1991-1-2 (2002) European standard. Eurocode 1: Action on structures, Part 1-2: Action on structures exposed to fire. CEN, Brussels, Belgium.

Cadorin, J.F., Pintea, D., Dotreppe, J.C. and Franssen, J.M. (2003) A tool to design steel elements submitted to compartment fires—OZone V2. Part 2: Methodology and application. Fire Safety Journal, 38(5), 429-451.

Liu, T., Fahad, M. and Davies, J. (2002) Experimental investigation of behaviour of axiallyrestrained steel beams in fire. Journal of Constructional Steel Research, 58(9), 1211-1230.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


تماس با ما حامیان مجله تمامی حقوق این سایت متعلق به فصلنامه علوم و مهندسی زلزله است