روش مسیر جایگزین در تحلیل خرابی پیشرونده

در روش مسیر جایگزین از ابتدای مسیرهای جدید برای انتقال بار تعیین می‌شود و برخلاف روش مقاوم‌سازی محلی ویژه، امکان وقوع خرابی محلی در سازه ها داده می شود، ولی مسیرهای جایگزین بار، طوری فراهم می شوند که صدمه اولیه جذب و از پیشرفت آن جلوگیری شود. در این روش، سازه به گونه‌ای طراحی می‌شود که بتواند خرابی موضعی پیش‌آمده را جذب کرده و مسیر جدیدی برای انتقال بارها بوجود آورد. در این روش، تنها حذف یک المان اصلی و بحرانی مورد بررسی قرار می‌گیرد و سازه برای تعیین اثر حذف این المان، آنالیز می‌شود. وقتی یک المان سازه‌ای برداشته می‌شود، سازه باقیمانده بایستی پایدار باشد تا اینکه بتواند بارهای موجود در آن المان را برای یک مدت زمان کافی(حداقل برای تخلیه با امنیت سازه و بازرسی وسعت خرابی) تحمل نماید.

روش مسیر جایگزین هم مثل روش مقاوم‌سازی در هنگام طراحی در مقابل خرابی پیشرونده روی افزایش مقاومت تاکید می‌کند. تنها تفاوت این دو روش را می‌توان به این صورت بیان کرد که در روش مقاوم‌سازی محلی ویژه، المان‌های بحرانی، بعد از تشخیص به گونه‌ای طراحی می‌شوند که خرابی محلی در آنها اتفاق نیافتد. ولی در روش مسیر جایگزین، از همان ابتدای طراحی احتمال وقوع خرابی محلی در نظر گرفته می‌شود ولی با جستجوی مسیرهای جدید تعادل برای انتقال بار، از پیشرفت آن جلوگیری می‌شود. لازم به یادآوری است که در روش مقاوم‌سازی محلی ویژه، بارهای باد یا زلزله بسته به نوع سازه و مکانی که در آن احداث می شود در نظر گرفته نشده بودند. چون احتمال وقوع مشترک بارهای غیر عادی و باد و یا زلزله قوی ناچیز فرض می شود. اما در روش مسیر جایگزین چون از سازه آسیب دیده انتظار می‌رود برای یک مدت زمان مشخص، وظیفه باربری خود را انجام بدهد، بایستی بار باد (یا زلزله) نیز در نظر گرفته شود. نکته مهمی که در اینجا بایستی ذکر شود، در نظر گرفتن اثر بارهای غیر عادی، به وسیله حذف المان می باشد. به عبارت دیگر اثرات بارهای غیر عادی به سازه با حذف اعضا و المان‌های بحرانی متوازن می‌شود.

روش کار به این صورت است که در ابتدا سازه آنالیز شده و مقدار نیروهای اعضا بدست می‌آید. با توجه به این نیروها می‌توان اعضای بحرانی را مشخص کرد. بعد از مشخص کردن اعضای بحرانی، آنها را یک به یک حذف کرده و برای هر حذف رفتار سازه آسیب دیده مورد بررسی قرار می‌گیرد. اگر مسیر جایگزین یا حالت تعادل جدیدی برای بارها ایجاد شود، سازه پایدار خواهد ماند، در غیر این صورت ناپایدار خواهد شد. در حالتی که سازه ناپایدار می‌شود، می‌توان برای ایجاد پایداری بعضی از المان‌ها را تقویت کرد. تقویت می‌تواند شامل عضو بحرانی و یا اعضای مجاور آن باشد.

تحلیل مورد استفاده در روش مسیر جایگزین می تواند به دو صورت استاتیکی و دینامیکی انجام شود. اگر خرابی عضو به صورت تدریجی و آرام باشد، باز توزیع نیروها هم به صورت تدریجی و آرام خواهد بود. بنابر این در این حالت، تحليل استاتیکی کافی است. ولی اگر خرابی عضو به صورت ناگهانی باشد بایستی اثرات دینامیکی نیز به حساب آورده شوند، یعنی تحلیل دینامیکی انجام شود. به عبارت دیگر، چون پدیده خرابی ناگهانی اعضا، ماهیتاً یک پدیده دینامیکی می باشد بنابراین، تحلیل استاتیکی مسیر جایگزین تنها یک شبیه سازی تقریبی از رفتار واقعی بوده و برای بررسی دقیق رفتار، انجام یک تحلیل دینامیکی ضروری می باشد.

در یک جمع بندی کلی از مقایسه بین روش های طراحی اشاره شد می توان بیان نمود که روش طراحی غیر مستقیم نمی تواند برای هر نوع سازه ای مورد استفاده قرار گیرد. از طرف دیگر، چون ضریب اطمینان برای همه اعضا در نظر گرفته می شود، یک روش غیر اقتصادی می باشد. در روش مقاوم سازی محلی ویژه نیز المان های بحرانی، طوری تقویت می شوند که خرابی محلی اتفاق نیافتد. این روش به علت غیر اقتصادی بودن و نبود اطلاعات راجع به اثر دینامیکی بارها، کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود، در بعضی مواقع مجبور به استفاده از این روش می باشیم و آن حالتی است که نتوانیم مسیر جایگزینی برای بارها پیدا کنیم. از میان روش های معرفی شده، روش مسیر جایگزین از آنجا که هم پایداری کل سازه را مورد بررسی قرار می دهد و هم یک روش اقتصادی است، برای جلوگیری از خرابی پیشرونده در مقایسه با سایر روش ها منطقی ترین و جامع ترین روش به نظر می رسد.

تحلیل Push Down

بازدیدها: 467