تخریب پیشرونده ریزش خرپا فضایی دو لایه تحت شرایط بار تخریب مختلف

با توسعه شهرنشینی، تقاضا برای تخریب ساختمان‌های موجود که به پایان عمر مفید خود رسیده‌اند یا ارزیابی شده‌اند که برای استفاده عادی غیرعملکردی هستند، به طور قابل‌توجهی افزایش یافته است [1]. روش‌های سنتی تخریب معمولاً نیازمند سرمایه‌گذاری تعداد زیادی ماشین‌آلات سنگین و پرسنل برای عملیات است که به‌طور اجتناب‌ناپذیر باعث مشکلات مصرف زیاد منابع و راندمان پایین می‌شود [2]. تخریب ریزش با حذف یا تضعیف عناصر باربر اصلی به صورت موضعی، بیرون کشیدن برخی از ستون ها یا استفاده از مواد منفجره باعث فروپاشی ساختاری کامل می شود [3]. این روش یک انتخاب کارآمد است، در حالی که تضعیف بیش از حد ممکن است منجر به فروریختن زودهنگام سازه شود و تضعیف ناکافی اغلب باعث فروپاشی ناقص می شود. که خطر ایمنی را برای تخریب بعدی به همراه خواهد داشت [4]، [5]، [6]. بنابراین، مهندسی صحیح و تکنیک های علمی که منجر به تخریب ساختاری قابل تایید و ایمن می شود، ضروری است.

در حال حاضر، تکنیک های تخریب به طور گسترده برای سازه های بتن مسلح (RC) مورد مطالعه قرار می گیرند [7]، [8]، [9]، [10]، در حالی که تکنیک های تخریب برای سازه های فضایی با دهانه بزرگ مانند سیستم های خرپایی کمتر مورد بحث قرار می گیرند. سازه سیستم خرپایی به دلیل ویژگی هایی مانند انتقال نیرو معقول، سختی بالا، دهانه بزرگ و نصب آسان به طور گسترده در سازه های ساختمان های عمومی مانند سایبان پمپ بنزین، سالن های ورزشی و سوله ها استفاده می شود. در سال های اخیر، فروپاشی پیش رونده سیستم های خرپایی به طور فزاینده ای مورد تحقیق قرار گرفته است. ژائو و همکاران [11] و یان و همکاران. [12] مکانیسم مقاومت فروپاشی پیشرونده خرپاهای مسطح و تأثیر پیکربندی اتصال بر عملکرد مقاومت فروپاشی پیشرونده سازه را با انجام آزمایش‌ها بررسی کرد. تیان و همکاران [13] مقاومت فروپاشی پیشرونده گنبدهای مشبک تک لایه تحت شرایط شکست همزمان (SIF) و شکست متوالی (SUF) اعضا را مورد مطالعه قرار داد و تفاوت بین این دو مورد را با تجزیه و تحلیل نظری تأیید کرد. خو و همکاران [14] اهمیت اعضا در گنبدهای مشبک تک لایه را با مطالعات تجربی و شبیه‌سازی FE بررسی کرد و مکانیسم توزیع مجدد نیروی داخلی در سازه را در هنگام فروپاشی پیشرونده تحلیل کرد. ژی و همکاران [15] خواص دینامیکی یک گنبد مشبک تک لایه تحت بارهای انفجار خارجی را بر اساس نرم افزار اجزای محدود ANSYS/LS-DYNA بررسی کرد. فو و همکاران [16] مقاومت فروپاشی پیشرونده سازه‌های خرپای فضایی دولایه (DLST) را هنگامی که آسیب اولیه اعضا در مکان‌های مختلف بر اساس روش‌های ضمنی و صریح رخ داده بود، مورد مطالعه قرار دادند. کای و همکاران [17] و فنگ و همکاران. [18] روش مبتنی بر سختی را برای ارزیابی اهمیت اعضا در سیستم‌های خرپایی، با استفاده از یک سیستم شبکه فضایی هرمی مربعی به عنوان یک مثال گویا ارائه کرد. Gordini M. [19] و Sheidaii MR [20] با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو، تأثیر توزیع تصادفی عیوب انحنای و طول را بر رفتار فروریختگی و ظرفیت باربری نهایی سازه‌های فضایی دولایه با اشکال مختلف مورد بررسی قرار دادند. . استفاده از یک سیستم شبکه فضایی هرمی مربعی به عنوان یک مثال گویا. Gordini M. [19] و Sheidaii MR [20] با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو، تأثیر توزیع تصادفی عیوب انحنای و طول را بر رفتار فروریختگی و ظرفیت باربری نهایی سازه‌های فضایی دولایه با اشکال مختلف مورد بررسی قرار دادند. . استفاده از یک سیستم شبکه فضایی هرمی مربعی به عنوان یک مثال گویا. Gordini M. [19] و Sheidaii MR [20] با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو، تأثیر توزیع تصادفی عیوب انحنای و طول را بر رفتار فروریختگی و ظرفیت باربری نهایی سازه‌های فضایی دولایه با اشکال مختلف مورد بررسی قرار دادند. .

مطالعات گسترده در مورد رفتار فروریختن سازه‌های سیستم خرپا تحت بارهای غیرمنتظره یا خرابی اعضا یا اتصالات حیاتی مورد بحث قرار گرفته است [21]، [22]، [23]، [24]، [25]، [26]، [27] ، [28]، [29]. با این حال، طبق دانش نویسندگان، مطالعات کمی در مورد کاهش ظرفیت باربری و رفتار فروریختن چنین سازه‌هایی در طی تخریب پی در پی اعضا گزارش شده است. علاوه بر این، اکثر مطالعات مربوطه از طریق شبیه سازی عددی انجام شده است، در حالی که مطالعات تجربی کمیاب است. مطالعات تجربی برای درک دقیق رفتار غیرخطی ساختارهای سیستم خرپایی در سناریوهای فروپاشی و ارائه داده‌های معیار برای تأیید فرمول‌بندی نظری و مدل FE ضروری است.

ساختار خرپای فضایی دولایه (DLST) یک نوع معمولی از سیستم خرپا فضایی است که دارای افزونگی ساختاری بالا و شکل پذیری فضایی استثنایی است. در مطالعه قبلی [30]، نویسندگان روش تخریب پیش رونده فروپاشی سازه های DLST را مطالعه کردند. فرآیندهای تخریب تئوری امکان پذیر طراحی شده برای مهندسی سازه های DLST تحت شرایط بار تخریب مختلف پیشنهاد شده است.

در مقابل پس‌زمینه، آزمایش‌های تخریب دو DLST یکسان تحت شرایط بار تخریب مختلف در این مطالعه انجام شد. پاسخ های ساختاری و توزیع مجدد نیروی داخلی DLST های آزمایش شده در طول فرآیند تخریب اندازه گیری شد. تحقیقات FE نیز بر اساس نتایج آزمایش انجام شد. اشتراک مکانیسم های حمل بار دو DLST آزمایش شده در طول تخریب و تفاوت در الگوهای آسیب فروپاشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت، یک فرآیند تخریب پیشرونده ریزش DLST پیشنهاد شد که به بهبود ایمنی و قابلیت پیش‌بینی تخریب ساختاری سیستم‌های خرپا کمک می‌کند.