پل ها از جمله سازه هایی هستند که عملکرد آنها در هنگام اعمال نیروهای نامتعارف همواره با اهمیت بوده است. در این مطالعه به عملکرد دو نمونه پل، با و بدون جداساز لرزه ای، تحت دو سناریوی آسیب ناشی از حذف ستون کناری در حالت اول و حذف ستون میانی از پایه پل، در حالت دوم تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی پرداخته شده و تاریخچه زمانی و بیشینه پاسخ ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا با طراحی جداساز اصطکاکی-لاستیکی با روش ارائه شده در راهنمای AASHTO به مدل سازی پل ها در نرم افزار OpenSees پرداخته شده و ضریب اصطکاک جداساز به صورت پارامتری متغیر نسبت به سرعت لغزشی و نیروی قائم در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که جداسازها در خرابی پیش رونده در هر دو حالت اول و دوم تسلیم نمی شوند و در نتیجه لغزش عرشه بر روی آن ها اتفاق نمی افتد اما در حالت اول جابجایی ماندگار به علت نامتعادل شدن عرشه رخ خواهد داد. با این حال نشان داده می شود که استفاده از جداساز لرزه ای باعث افزایش بیشینه پاسخ ها در اکثر موارد شده است.

«خرابی پیش رونده» به خرابی موضعی که بر اثر عوامل مختلف در اعضای باربر سازه ایجاد و سپس به اعضای مجاور سرایت می کند و در کل سازه گسترش می یابد اطلاق می شود. یکی از عوامل موجد خرابی در سازه ها «زلزله» است. بر اثر زلزله های شدید ممکن است در اجزای سازه نیروهای مضاعف ایجاد شود که باعث گسیختگی عضو باربر و در نتیجه پدیده خرابی پیش رونده می شود. بدین منظور در این مطالعه، به مقایسه ی رفتار قاب های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط، در دو حالت پایه ثابت و دارای جداسازی لرزه یی لاستیکی با هسته ی سربی، تحت خرابی پیش رونده و با استفاده از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی در موقعیت های مختلف حذف ستون پرداخته ایم. افزودن سیستم جداساز لرزه یی به سازه باعث کاهش پاسخ سازه ها تحت زلزله می شود. همچنین نتایج تحلیل های خرابی پیش رونده نشان می دهد که افزایش تعداد طبقات سازه موجب کاهش پتانسیل خرابی پیش رونده می شود و استفاده از سیستم جداساز لرزه یی تاثیر قابل توجهی در موضعی کردن خرابی ها تحت بارهای لرزه یی و جلوگیری از گسترش آنها در سازه دارد.

خرابی پیش رونده وضعیتی است که در آن بروز یک خرابی موضعی در یک عضو سازه یی منجر به شکست اعضاء مجاور آن و فروریزش های اضافی در ساختمان می شود. هرگونه ضعف در طراحی و یا اجرای المان های سازه یی ممکن است باعث به وجودآمدن پدیده خرابی پیش رونده در سازه ها حین بارگذاری انفجار و یا لرزه یی شود. لذا مدل کردن پاسخ ساختمان ها در برابر خرابی پیش رونده، نظر پژوهشگران بسیاری را در دو دهه گذشته به خود جلب کرده است و تلاش هایی برای توسعه روش های تحلیل و طراحی در برابر این پدیده صورت گرفته است. در این نوشتار به منظور تخمین ایمنی لرزه یی، با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی، تغییرمکان جانبی نسبی طبقات، چرخش و روند توزیع مفاصل خمیری در تیرها و ستون ها در قاب های خمشی فولادی سالم و آسیب دیده با سیستم های باربر جانبی گوناگون تحت خرابی پیش رونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. با بررسی پاسخ سازه ملاحظه می شود عملکرد لرزه یی سازه ها اساسا وابسته به موقعیت حذف ستون و نوع سیستم باربر جانبی است و نشان از برتری سیستم قاب خمشی ویژه به همراه مهاربند برون محور دارد. نتایج حاصل بینش بهتری را برای درک تاثیر نوع سیستم باربر جانبی در پاسخ دینامیکی و ایمنی لرزه یی قاب های فولادی ویژه تحت خرابی پیش رونده به دست می دهد و بیان می کند که در هنگام ایجاد خرابی موضعی در طبقه پایینی سیستم های فولادی طراحی شده براساس الزامات ویژه لرزه یی، پتانسیل ایجاد خرابی پیش رونده وجود ندارد.

در رخداد خرابی پیش رونده لرزه ای، ستون ها کامل حذف نشده و وابسته به زمان می تواند ضعیف شوند. به طور نمونه احتمال کاهش ظرفیت باربری یک ستون در شتاب حداکثر زمین بیشتر است بنابراین ازآنجایی که زمین لرزه ها دارای مؤلفه های غیر یکسانی همچون محتوای فرکانسی، شتاب حداکثر، مدت زمان ارتعاش مؤثر و دیگر موارد می باشند، می توانند یک سازه را تحت اثرات متفاوتی قرار دهند. این موضوع تمایز خاص این پدیده در مقابل خرابی پیش­رونده تحت بارهای ثقلی است که اهمیت آن را چند برابر می نماید. در این مقاله شکل پذیری قاب های ساده و خمشی با مهاربندی واگرای ویژه در مقابل خرابی پیش­رونده با نگاه لرزه ای مورد ارزیابی قرار می گیرد. تحلیل مورداستفاده تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، با توجه با 14 شتاب نگاشت حوزه نزدیک پالس گونه FEMA P695 و تحلیل استاتیکی غیرخطی است که در نرم افزار SAP2000 انجام گرفته است. نتایج نشان داد بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی طبقات و چرخش تیر پیوند طبقات در دو حالت حذف طبقه اول و چهارم برای قاب خمشی ویژه با مهاربندی واگرای ویژه، 50 درصد مقادیر قاب ساده با مهاربندی واگرای ویژه می باشد. به استثنای تیر پیوند خمشی، در حالت حذف طبقه چهارم که مقادیر بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی طبقات برای هر دو قاب 0/024 رادیان و برای بیشینه چرخش تیر پیوند طبقات به ترتیب 0/056، 0/061 رادیان گردید. ازنظر مؤلفه بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی ماندگار طبقات نیز قاب خمشی ویژه با مهاربندی واگرای ویژه عملکرد به مراتب بهتر را دارا است و نسبت مقادیر در دو حالت از 26 تا 100 درصد متغیر است.

مطالعه خرابی پیش رونده در سازه های فضاکار دارای اهمیت زیادی می باشد؛ چراکه این سازه ها فاقد اعضای غیرسازه ای موثر در سختی و مقاومت و نیز فاقد درجه نامعینی بالا بوده و خرابی در قسمتی از آن ها می تواند باعث ایجاد خرابی پیش رونده و درنهایت خرابی کل سازه شود. لذا در این مقاله به شناسایی رفتار و الگوی خرابی سازه های فضاکار از نوع گنبدی دولایه در برابر وقوع خرابی پیش رونده پرداخته می شود. بدین منظور، یک سازه فضاکار گنبدی دولایه با ارتفاع 2/1 متر و شعاع دهانه 7 متر به صورت المان محدود مدل سازی شده و با انجام تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی تحت بارهای ثقلی و حذف عضو، بروز خرابی پیش رونده و الگوی خرابی در آن بررسی شده است. صحت سنجی مدل سازی و نتایج، با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود در تحقیقات قبلی، انجام گرفته است. براساس تحلیل های انجام شده، ملاحظه گردید که تحت بار ثقلی معمول حذف اعضای کششی بروز خرابی پیش رونده را در پی نداشته و تنها حذف تعداد محدودی از اعضای فشاری بحرانی باعث بروز خرابی پیش رونده می گردد. همچنین ملاحظه گردید که با افزایش بار ثقلی به 150% و بیش از آن، با حذف هر کدام از اعضا، خرابی پیش رونده در سازه ایجاد می شود. در ارتباط با الگوی خرابی سازه ملاحظه شد که بروز خرابی پیش رونده در نوار کناری گنبد متمرکز بوده و مناطق میانی و مرکزی گنبد را درگیر نمی نماید. این در حالی است که هر چه عضو فشاری حذف شده به تاج گنبد مورد بررسی نزدیک تر باشد، خرابی به وجود آمده پس از حذف عضو کلی تر خواهد بود.

عملکرد اتصالات تیر به ستون قاب های خمشی فولادی رایج، در بحث لرزه ای و خرابی پیش رونده به تنهایی مورد ارزیابی قرارگرفته اند که پس از زلزله نورثریج و کوبه محققان به ضعف عملکرد این اتصالات پی بردند این در حالی است که اتصالات تاثیر بسیار زیادی درروند استهلاک انرژی در سازه و رفتار سازه در برابر بارهای غیرعادی دارند؛ زیرا اگر چشمه اتصال ضعیف باشد، حتی در صورت اجرای اتصال کاملا صلب با مقاومت اتصال بیشتر از تیر که باعث می شود شکست از ناحیه اتصال نباشد، باعث به وجود آمدن تغییر شکل زیاد و درنتیجه شکست ترد اتصال می شود. در این راستا در مطالعه فعلی به بررسی عملکرد دو نوع اتصال رایج خمشی WFP (اتصال جوشی به کمک ورق های روسری و زیر سری) و WUF-W (اتصال مستقیم تقویت نشده جوشی) در برابر پدیده خرابی پیش رونده با تغییر در نوع فولاد مورداستفاده در ورق های اتصال پرداخته شده است برای این منظور این دو نوع اتصال یک بار با فولاد نرمه ساختمانی St37 و یک بار با فولاد کم مقاومت آلیاژی Steel LY160، در یک قاب 8 طبقه فولادی با سناریوهای مختلف حذف ستون (بدون حذف ستون، حذف ستون طبقه همکف، سوم و هفتم) در نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شد. نتایج حاصل نشان می دهد که مقدار) DCR عبارت است از نسبت تقاضا به ظرفیت که از آن به عنوان ضریب تقاضا نیز نام می برند (در اتصال WUF-W با جایگزین کردن فولاد آلیاژی بسیار کمتر می شود.

خرابی پیش رونده پدیده ای است که یک خسارت جزئی یا شکست موضعی یا خرابی موضعی اولیه از یک المان به المان دیگر موجب فروپاشی در کل سازه یا قسمت بزرگی از سازه می گردد. با توجه به اینکه رفتار سازه ها در خرابی پیش رونده می تواند عوامل مختلف از جمله نحوه انتقال بارها در گره ها مرتبط باشد، لذا نوع اتصالات و رفتار آنها می تواند در خرابی پیش رونده سازه بسیار موثر گردد. از اینرو بررسی اثر نوع اتصال در خرابی پیش رونده سازه ها می تواند عملکرد سیستم های مقاوم جانبی سازه های فولادی را بخوبی نشان می دهد. برای بررسی این موضوع از سازه های فولادی، سازه هایی با تعداد طبقات 5، 8، 10، 15 با سیستم مقاوم جانبی خمشی که اتصالات آن گیردار باشد و با سیستم قاب ساده مهاربندی شده که اتصالات آن مفصلی باشد، تحت بارگذاری قرارگرفته و در نرم افزار SAP2000 مدلسازی و طراحی شده است. با تحلیل تاریخچه زمانی مدلها مشخص می گردد که مقدار پاسخ های لرزه ای از جمله مقدار تغییر مکان جانبی طبقات، برش پایه، مقدار نیروی داخلی ستونها و همچنین گسترش خرابی پیش رونده در سازه ها در حالت استفاده از قاب خمشی و قاب مهاربندی نسبت بهم متفاوت می باشد. لازم به توضیح است که، مقادیر نیروهای محوری، برشی و خمشی المانها در قابهای خمشی بیشتر از قابهای مهاربندی بوده و بر اساس موقعیت حذف ستون متفاوت می باشد. لذا می توان گفت که مقادیر نیروهای داخلی در قاب خمشی بیشتر از مهاربندی و مقدار جابجایی قائم کمتر از قاب مهاربندی می باشد.