مبانی نظری و پیشینه تحقیق برای فصل دوم پایان نامه بررسي گسيختگي پیش‌رونده ناشی از خرابی مهاربند در قاب‌های فولادي مهاربندي شده EBF

فصل دوم: مبانی خرابی پیش‌رونده و بررسی آیین‌نامه‌های مرتبط

۲-۲- تاریخچه‌ای از خرابی پیش‌رونده

 با توجه به تاریخچه تخریب ناگهانی سازه‌های مهم و بلندمرتبه در جهان ، مشاهده می شود که عامل فروپاشی بسیاری از آن‌ها، تخریب جزئی قسمتی از سازه بر اثر یک حادثه همچون انفجار، برخورد هواپیما و… و گسترش آن به تمام سازه بوده است. شباهتی که تمام این فروپاشی‌ها باهم داشته این است که جزئی از سازه تحت نوعی بارگذاری قرارگرفته که در مرحله طراحی، توسط طراح سازه قابل پیش‌بینی نبوده است. در ادامه به نمونه‌هایی از خرابی‌های پیش‌رونده که وقوع آن‌ها سبب پیشرفت تصحیح و تألیف آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌های سازه‌ای زمان خود شده است، اشاره می‌شود.

۱- تخریب ساختمان رونان پوینت

می‌توان گفت که تاریخچه مساله فروپاشی پیش‌رونده به عنوان یک معضل مهندسی، ریشه در تخریب ساختمان رونان پوینت در سال ۱۹۶۸ دارد.

رونان پوینت یک ساختمان جدید ۲۲ طبقه بود که از پانل‌های باربر پیش‌ساخته‌ای که توسط پیچ به یکدیگر متصل می‌شدند، تشکیل می‌شد. کمی پس از اسکان ساکنین در ساختمان، در اثر انفجار گاز طبیعی در طبقه ۱۸ تنها یکی از پانل‌های دیوار باربر در آن طبقه تخریب گردید. این تخریب منجر به از دست رفتن تکیه‌گاه سقف بالای آن و متعاقباً باعث ریزش سقف‌های فوقانی بر روی کف طبقات تحتانی در قالب یک تخریب پیش‌رونده گردید و تا تراز پایین ساختمان ادامه یافت]۹[.

این واقعه منجر به ایجاد تغییرات مهمی در قوانین ساختمانی انگلستان گردید. پس از آن طبق مقررات ساختمانی انگلستان، اعضای سازه‌ای می‌بایست به حد کافی به یکدیگر کلاف می‌شدند و اعضایی که در پایداری سازه نقش بحرانی داشتند می‌بایست برای مقاومت در برابر فشار مضاعف انفجار ناشی از احتراق گاز طبیعی طراحی می‌گردیدند. این فشار معادل ²N/m 34000 و به صورت استاتیکی فرض می‌شد]۱۵[.

۲- فروپاشی ساختمان ۱۶ طبقه در بستون^۱  

 در ۲۵ ژانویه سال ۱۹۷۱ حدود دو سوم از یک آپارتمان ۱۶ طبقه در حال ساخت در بستون فروریخت و ۴ نفر در اثر این تخریب جان باختند. این ساختمان که بیش از ۶ سال در حال ساخت و تکمیل بود، تنها در چند دقیقه فروریخت. مطالعات ثانویه نشان داد که در اثر سقوط یکی از تجهیزات در حال نصب از جرثقیل حامل آن ، سقف پشت‌بام فروریخته و باعث شروع خرابی پیش‌رونده گردیده است.

کمیته بررسی مشخص کرد که ساختمان دارای نقایص مختلفی در محاسبات و اجرا بوده که مهم‌ترین آن، کمبود شمع در زیر دال سقف بام و مقاومت پایین بتن سقف بوده است. همچنین کمیته مشخص کرد که در طراحی، حداقل ضخامت دال سقف رعایت نشده است]۱۶[.

۳- فروپاشی سقف استادیوم های ورزشی هارتفورد^۱ و کاناس سیتی^۲     

در سال ۱۹۷۸ سقف استادیوم ورزشی هارتفورد که یک خر پای فضایی فلزی با دهانه‌های ۱۱۰ و ۹۵ متر بود، به دلیل ترکیب برف و باران با باری حدود ۸۱۴ پاسکال که البته زیر ۶۰ درصد بار طراحی بود، به طور کامل فروریخت (شکل ۲-۳). علت این فروپاشی تخریب کمانشی اعضای فشاری قوس سقف به دلیل طراحی غلط و گسترش این مکانیسم به صورت افقی در سقف بود[۱۷].

در سال ۱۹۷۹ پس از حادثه‌ی هارتفورد، بخش اعظم سقف استادیوم ورزشی شهر کاناس سیتی در ایالت میسوری^۳ به دلیل ترکیب باد و باران فروریخت(شکل ۲-(۴٫ این دو حادثه تأسف‌بار، باعث گردید تا تحقیقات وسیعی در این زمینه انجام شود. نکته حائز اهمیت این بود که هر دو سازه از آیین‌نامه‌های زمان خود پیروی کرده بودند و کیفیت ساخت مناسبی داشتند. به همین دلیل می‌بایست عوامل این نوع فروپاشی بررسی‌شده و آیین‌نامه‌های سازه‌ای مورد بازبینی قرار می‌گرفتند[۱۷].

از این دو واقعه به بعد کتاب‌های زیادی در مورد گسیختگی و تخریب سازه‌ها تألیف شد و تحقیقات زیادی انجام گرفت. در صدر این مو لفان، انجمن مهندسین خاک و پی آمریکا و انجمن بتن امریکا (ACI)¹ قرار دارند. این تحقیقات کمک شایانی به پیشرفت و تصحیح آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌های سازه‌ای زمان خود کرد که اثر آن در کاهش چشمگیر این نوع گسیختگی‌ها در سال‌های بعد مشهود است ]۱۷[.

۴- فروپاشی ساختمان فدرال در اوکلاهاما ^۲

در حادثه دیگری در سال ۱۹۹۵ بر اثر انفجار یک بمب قوی در داخل ماشینی نزدیک به ساختمان فدرال آلفرد مورا^۳ تقریباً نصف ساختمان در اثر فروپاشی پیش‌رونده فروریخت. این حادثه از این جهت اهمیت داشت که تخریب اولیه ناشی از بار انفجار قابل‌ملاحظه نبوده و در حد تخریب چند ستون محدود است. ولی تخریب عمده سازه نه به دلیل انفجار، بلکه به دلیل بیش بارگذاری اعضا پس از انفجار بوده است.

به عبارتی پس از تخریب ناشی از انفجار، سازه در حالت پایداری قرار نداشته است و به سرعت فرو ریخته است]۹٫[

نمای این ساختمان، قبل و بعد از خرابی را در شکل (۲-۵) می‌توان مشاهده نمود.

…..

…..