عامل التضخيم الديناميكي لإطارات معدنية بإزالة عمود

الملخص

كان الانهيار التدريجي موضوع بحث سائد منذ انفجار غاز تسبب في انهيار مبنى رونان بوينت السكني في عام 1968. يحدث الانهيار التدريجي عندما يتسبب الفقد الفوري لعنصر داعم في فشل الأعضاء المجاورة مما يؤدي إلى انهيار واسع النطاق للمنشأ.

قدمت إدارة الخدمات العامة الأمريكية (GSA – General Services Administration) وقسم معايير المرافق الموحدة في وزارة الدفاع الأمريكية (UFC -Unified Facilities Criteria) إرشادات تصميم بشأن التخفيف التدريجي من الانهيار. توفر هذه الإرشادات متطلبات لتطبيق التحليل الستاتيكي والديناميكي الخطي واللاخطي على وجه الخصوص، إذ يوصى باستخدام عامل تضخيم ديناميكي DAF مساو لـ 2 لأخذ التأثيرات الديناميكية عند إجراء التحليل الستاتيكي، وقد حددت الدراسات الحديثة أن الإرشادات المذكورة توفر عامل تضخيم ديناميكي محافظ بشكل كبير.                    

في هذه الأطروحة، تم تحليل عدة إطارات باستخدام برنامج SAP2000V20.2.0 وفق أربعة طرق (ستاتيكي خطي، ستاتيكي لاخطي، ديناميكي خطي، ديناميكي لاخطي) واستخدمت النتائج لتقديم توصيات بشأن عامل تضخيم ديناميكي أكثر ملاءمة، كما تمت ملاحظة دور التأثيرات الديناميكية واللاخطية ومقارنتها لكل من طرق التحليل المذكورة.

بالنظر إلى عدة إطارات مختلفة، نجد أن عامل التضخيم الديناميكي يكون دائماً أقل من 2. وهذا صحيح بالنسبة لجميع الإطارات التي تم تحليلها باستثناء الإطار 2x2 مع إزالة عمود داخلي حيث يكون DAF بالضبط 2، ومن المعقول أن يكون التضخيم الديناميكي كبير للإطار ذو الفتحتين لأنه عند تضرر العمود وإزالته من هذا الإطار، لا يتبقى سوى عمودين لتحمل كل الحمل.

كذلك فإنَ عوامل التضخيم الديناميكي المحسوبة بناءً على انتقالات العقدة الحرة مكان العمود المزال كانت أكبر بكثير من تلك المحسوبة بناءً على عزم الانعطاف المتولد في الجائز فوق العمود المزال.