In conventional design approaches, structural safety is assessed without considering extreme load conditions that may cause global system collapse as a consequence of local failures in a component or localized portion of the structure. Even when extreme conditions are taken into account, structural safety is not probabilistically assessed and controlled, thus neglecting uncertainties in loads and system capacity. A few studies have been carried out so far, emphasizing the need for probabilistic risk assessment and management of structures to disproportionate (or progressive) collapse. To this aim, fragility analysis may be used to predict the probability of progressive collapse given that local damage has occurred. This approach is a well-established tool in earthquake engineering and explicitly accounts for uncertainties in both demand and capacity, providing the probability of failure as a function of a given intensity measure

In this paper, fragility functions for low-rise reinforced concrete (RC) framed building structures are presented to be implemented in progressive collapse risk assessment. Two building classes representative of European buildings designed for gravity loads and earthquake resistance in accordance with Eurocodes 2 and 8, respectively, were investigated. Fiber-based finite element (FE) models were developed and integrated with numerical techniques able to simulate the removal of first-story columns within an open source platform. Nonlinear response, resisting mechanisms and damage patterns under sudden column loss scenarios were reproduced at both local and global structural levels. Based on statistics and probability distribution functions for geometry, material properties and loads of the case-study building classes, Monte Carlo simulation was performed to generate random realizations of structural models. Fragility functions at multiple damage states show a significant influence of both seismic design/detailing and secondary beams on robustness of the case-study RC building classes

چکیده

در روش های قراردادی طراحی ساختمان، امنیت ساختمانی بدون در نظر گرفتن شرایط حداکثری بار ارزیابی می شود؛ شرایطی که ممکن است موجب فروریختن سیستم کلی درنتیجه ی شکست های داخلی یک جزء ساختمانی یا بخش متمرکز سازه شود. حتی موقعیکه شرایط حداکثری بار در نظر گرفته می شوند، امنیت ساختمانی احتمالا ارزیابی و کنترل نشده و درنتیجه  عدم قطعیت های مربوط به بارها و ظرفیت سیستم نادیده گرفته می شوند. تاکنون مطالعات کمی انجام شده که به نیاز برای ارزیابی و مدیریت خطر احتمالی سازه ها نسبت به فروریختگی نامتناسب (یا تدریجی) تاکید کرده است. بدین منظورممکن است از آنالیز شکنندگی برای پیش بینی احتمال فروریختگی تدریجی که وقوع خسارات داخلی را تعیین می کند، استفاده نماییم. این روش ابزاری است که کارایی آن به خوبی در رشته ی مهندسی زمین لرزه اثبات شده است و با ارائه احتمال شکست به عنوان میزان مشخصی از شدت به وضوح برای بررسی عدم قطعیت های هم تقاضا و هم ظرفیت استفاده می شود.

در این مقاله، توابع شکنندگی برای سازه های ساختمانی با طبقات کم و ساخته شده از بتن آرمه (RC) جهت اجرا در ارزیابی خطر فروریختگی تدریجی ارائه می شوند. دو گروه ساختمانی از ساختمان های اروپایی که برای بارهای گرانشی و مقاومت در برابر زمین لرزه به ترتیب مطابق با کدهای اروپایی 2 و8 طراحی شده، مورد بررسی قرار می گیرند. مدل های المان محدود (FE) فیبر محور توسعه یافته و با روش های عددی ادغام می شوند تا بتوانیم حذف ستون های اولین طبقه درون سکوهای باز منبع را شبیه سازی کنیم. واکنش غیر خطی، مکانیسم های مقاوم سازی و الگوهای خسارت تحت طرح های سقوط ناگهانی ستون هم در سطوح ساختمانی داخلی و هم در سطوح ساختمانی جهانی دوباره عمل آوری شدند. براساس توابع توزیع احتمالی و آماری برای هندسه، خواص مواد و بارهای طبقات ساختمانی نمونه مورد مطالعه، شبیه سازی مونت کارلو جهت ایجاد نمونه های واقعی تصادفی از مدل های ساختمانی اجرا شده است. توابع شکنندگی در حالات خسارت چندگانه، تاثیر قابل توجهی از طراحی / شرح دقیق سیسمیک (لرزه ای) و تیرک ها را براستحکام طبقات ساختمانی RC نمونه ی مورد مطالعه نشان می دهند.

1-مقدمه

در دهه های اخیر، ساختمان های عمومی و نمادین در محیط شهری در معرض حوادث شدید غیر مترقبه و انسانی از قبیل آتش سوزی، انفجار یا احتراق بوده اند؛ از اینرو، علاقه به آنالیز و طراحی ساختمان های مقاوم در برابر انفجار و فروریختگی تدریجی افزایش یافته است[4-1]. ساختمان های متعددی در جهان فروریختگی نسبی یا کلی را در نتیجه ی حملات عمدی تروریستی، انتشار کنترل نشده ی گاز و انفجارات وسایل نقلیه یا هواپیما تجربه کرده اند که این خود تایید می کند سیستم های ساختمانی طراحی شده بر اساس کدهای قرار دادی لزوما توانایی مقاومت در برابر شرایط بارگیری غیر طبیعی را ندارند...