A recent challenge in structural steel design: Progressive collapse
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Aşamalı göçme 45 yıl önce keşfedilen fakat son yıllarda bilinirlik kazanan bir yapısal tasarım zorluğudur. ASCE 7-05 tarafından başlangıçtaki bir bölgesel ve yapısal yıkımın elemandan elemana yayılması sonucunda, bir yapının bütünün çökmesi ya da orantısız olarak büyük bir kısmının çökmesi şeklinde tanımlanır. Bu çalışmada çaprazlı çelik çerçeve sistemlerin aşamalı göçme analizlerini örneklendirmek için iki vaka çalışması ele alınmıştır. Birleşik Devletler, Kanada ve Avrupa?dan ilgili tasarım kodları ve ilgili makaleler vaka çalışmalarının anlaşılırlığını artırır geniş bir literatür sağlamak için özetlenmiştir. İlk vaka çalışmasında on katlı iki prototip çaprazlı çelik çerçevenin aşamalı göçme potansiyelleri araştırılmıştır. Bunlar farklı deprem sınıfları için önceden tasarlanmış özel merkezi çelik çaprazlı çerçeve (ÖMÇÇ) ve dışmerkez çelik çaprazlı çerçevedir (DMÇÇ). UFC 4-023-03 gibi aşamalı göçmeye yönelik güncel tasarım kodlarında ortaya konulan Alternatif Yol Yöntemi (AYY) uygulanmıştır. Bu bağlamda, farklı kat seviyelerindeki kritik kolon ve ilişkili çaprazların modelden çıkartılması sonucunda zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi uygulanmıştır. Burada eleman eksiltmeleri olağandışı bir olay sonucunda oluşan başlangıçtaki bir bölgesel ve yapısal yıkımı temsil etmiştir. Analiz sonuçları ÖMÇÇ?nin son iki katta ve DMÇÇ?nin ilk üç katta aşamalı göçme potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. İkinci vaka çalışmasında doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçları kullanılarak UFC?e göre hesaplanan ve doğrusal olmayan statik analizde dinamik etkiyi temsil eden dinamik artırım katsayısının doğruluğu araştırılmıştır. Bazı eleman eksiltme durumlarında şartnameye göre hesaplanan kat sayı güvensiz tarafta kaldığından, söz konusu denklemin çaprazlı çerçevelerde kullanımı ileri araştırma gerektirmektedir. Progressive collapse is a structural design challenge which was discovered 45 years ago but gained awareness in recent years. It is defined by ASCE 7-05 as the spread of an initial local failure from element to element resulting, eventually, in the collapse of an entire structure or a disproportionate large part of it. In this study two case studies have been considered in order to illustrate progressive collapse analysis of steel braced frames. Relevant design codes from USA, Canada and Europe; and also recent papers have been reviewed in order to provide a broad literature that enhances intelligibility of the case studies. In the first case study, progressive collapse potential of two ten-story prototype steel braced frames have been investigated. These were a Special Concentrically Braced Frame (SCBF) and an Eccentrically Braced Frame (EBF) designed previously for different seismic design categories. Alternate Path Method (APM) introduced by recent progressive collapse specific design codes like UFC 4-023-03 have been utilized. Accordingly, nonlinear dynamic time history analysis have been carried out after removing critical column and associated braces from models at different story levels. Here, element removals simulated initial local failure due to an abnormal event. Analysis results revealed that SCBF has progressive collapse potential at the last two stories whereas EBF has collapse potential at the first three stories. The results of nonlinear dynamic analysis were used in the second case study to investigate the accuracy of Dynamic Increase Factor (DIF) calculated per UFC. This factor is used to represent dynamic nature of progressive collapse in APM with Nonlinear Static Analysis (NSA). The use of the equation suggested by UFC for NSA of braced frames needs further investigation since for some removal cases it has underestimated the DIF.
Collections