IntroductionSteel–concrete composit

Introduction

Steel–concrete composite structures combine the advantages of steel and concrete structures which makes them particularly suitable for application in high-rise and super tall buildings. However, steel structures are not inherently fire resistant because much of the strength of steel is lost when its temperature reaches 600 °C or above during a fire. Concrete may suffer spalling at high temperature which may cause premature exposure of reinforcement to fire, leading to severe damage of concrete structures. The likelihood of fire incidents is low. However, due to the high-rise nature of such buildings, the probability of them being subjected to longer duration fire is high, e.g., a terrorist attack. When such an incident occurs, despite fire protection, the likelihood of some members losing their local load-bearing capacity is very high due to a combination of feasible reasons such as more severe fire exposure than designed, loss of fire protection due to impact (the case of World Trade Centre) or lack of durability. Should a structure have low resistance against progressive collapse after local failure of some components, consequent catastrophic progressive collapse could take place, causing tremendous tragedy as a result of loss of lives and property and immeasurable societal impact.

The progressive collapse of structures is defined as “the spread of an initial local failure from element to element, eventually resulting in the collapse of an entire structure or a disproportionately large part of it” [1]. The assessment of collapse performance of structures and measures for the mitigation of disproportionate collapse can be found in various design codes [1], [2] and [3]. They propose three main design methods such as tie force method, alternate path method and specific local resistance method among which the alternate path method is the most popular one. Progressive collapse is a relatively rare event as it requires both an abnormal loading to initiate the local damage and a structure that lacks adequate continuity, ductility and redundancy to resist the spread of failure. Since the Broadgate Phase 8 fire in London and the subsequent Cardington fire tests, researchers have began to investigate and understand the behavior of whole steel-framed structures in fire. Especially since the collapse of the Word Trade Tower (WTC) under terrorist attack on September 11, 2001, there has been considerable interest in understanding the collapse of tall buildings in fire. Usmani et al. [4], [5] and [6] carried out a 2D numerical modeling of the WTC tower subjected to fire alone, regardless of the damage caused by the terrorist attack. A possible progressive collapse mechanism for tall frames such as the WTC twin towers was proposed. It showed that the failure of columns played a key role in the collapse of the tower. Ali et al. [7] studied the collapse mode and lateral displacement of single-storey steel-framed buildings exposed to fire. The results showed that the lateral displacement of frames increased with the increase of the spatial extent of fire and roof weight which may affect the minimum clearance between frames and firewalls. Fang et al. [8] conducted a realistic modeling of a multi-storey car park under a vehicle fire scenario. Three failure modes such as single-span failure, double-span failure and shear failure were proposed. Simplified robustness assessment methods of car parks under localized fire were proposed [9] and [10]. Lange et al. [11] proposed two collapse mechanisms of tall buildings subjected to fire on multiple floors, namely, a weak floor failure mechanism and a strong floor failure mechanism. A simple design assessment methodology was proposed. Sun et al. [12] carried out static-dynamic analyses of progressive collapse of steel structures under fire conditions using Vulcan. The influences of load ratios, beam size and horizontal restraint on the collapse mechanisms were discussed. The same procedure was then used to study the collapse mechanisms of bracing steel frames under fire conditions [13]. Jiang et al. investigated the influence of load ratio, fire scenarios, bracing layout, beam/column stiffness on the resistance of steel framed structures in fire [14], [15], [16], [17] and [18]. The results showed that the progressive collapse of structures was triggered by buckling of heated columns. The bracing system can effectively enhance the resistance of structures against collapses. Horizontally distributed multi-compartment fires the most dangerous cases.

This paper investigates the performance of the Shanghai Tower against fire-induced progressive collapse. The fire resistance of key components such as the core, mega columns, composite beams and truss systems has been examined in the context of standard and real fire scenarios. The alternative path method is used to study the progressive collapse resistance of residual frame after removing the peripheral steel columns and web members of belt trusses.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำโครงสร้างเหล็ก – คอนกรีตผสมรวมข้อดีของโครงสร้างเหล็ก และคอนกรีตซึ่งทำให้พวกเขาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอาคารสูง และสูงสุด อย่างไรก็ตาม โครงสร้างเหล็กไม่มีความทนไฟ เพราะมากความแข็งแรงของเหล็กจะหายไป เมื่ออุณหภูมิของถึง 600 ° C หรือสูงกว่าในระหว่างไฟไหม้ คอนกรีตอาจประสบ spalling อุณหภูมิสูงอาจทำให้เปิดเผยก่อนเวลาอันควรเสริมไฟไหม้ นำไปสู่ความเสียหายอย่างรุนแรงของโครงสร้างคอนกรีต ความเป็นไปได้ของปัญหาด้านไฟต่ำได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากธรรมชาติสูงเช่นอาคาร ความน่าเป็นของพวกเขาอยู่ภายใต้ระยะเวลานานไฟจะสูง เช่น การก่อการร้ายโจมตี เมื่อเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้น แม้เพลิง โอกาสของสมาชิกบางคนที่สูญเสียกำลังการผลิตแบริ่งโหลดภายในมีสูงมากเนื่องจากหลายสาเหตุที่เป็นไปได้เช่นแสงไฟที่รุนแรงมากขึ้นเกินกว่า สูญเสียการป้องกันไฟไหม้เนื่องจากผลกระทบ (กรณีของเวิล์ดเทรดเซ็นเตอร์) หรือขาดความทนทาน โครงสร้างแบบควรมีความต้านทานต่ำกับก้าวหน้ายุบหลังจากความล้มเหลวภายในของส่วนประกอบบาง ยุบโปรเกรสซีรุนแรงตามมาอาจเกิด ก่อให้เกิดโศกนาฏกรรมมากจากการสูญเสียชีวิต และทรัพย์สิน และผลกระทบต่อข้อมูลที่นี่ยุบการก้าวหน้าของโครงสร้างถูกกำหนดให้เป็น "การแพร่กระจายของเหลวภายในเริ่มต้นจากองค์องค์ประกอบ ในที่สุดเกิดการพังทลายของโครงสร้างเป็นทั้งหมดหรือส่วนใหญ่สลายของมัน" [1] การประเมินประสิทธิภาพการล่มสลายของโครงสร้างและมาตรการในการลดปัญหายุบนำสามารถพบได้ในรหัสต่าง ๆ ในการออกแบบ [1], [2] และ [3] พวกเขาเสนอวิธีการสามหลักการออกแบบเช่นวิธีการบังคับผูก เส้นทางอื่น และวิธีต้านทานเฉพาะที่เฉพาะระหว่างวิธีเส้นทางอื่นเป็นนิยมมากที่สุด ก้าวหน้ายุบเป็นงานค่อนข้างหายากเป็นที่ต้องการทั้งการการโหลดปกติจะเริ่มหายภายในและโครงสร้างที่ขาดความต่อเนื่องเพียงพอ เกิดความเหนียวโดย และความซ้ำซ้อนเพื่อต่อต้านการแพร่กระจายของความล้มเหลว เนื่องจากมีไฟ 8 ระยะ Broadgate ในลอนดอน และต่อมา Cardington ไฟทดสอบ นักวิจัย เริ่มการตรวจสอบ และทำความเข้าใจพฤติกรรมของโครงสร้างทั้งเหล็กกรอบไฟไหม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่การพังทลายของหอการค้า Word (WTC) ภายใต้การโจมตีก่อการร้ายบน 11 กันยายน 2001 มีแล้วสนใจมากในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการพังทลายของอาคารไฟไหม้ Usmani et al. [4], [5] และ [6] ทำ 2D ที่ตัวเลขการสร้างโมเดลของ WTC ทาวเวอร์ต้องไฟเดี่ยว ไม่เกิดความเสียหายที่เกิดจากการโจมตีผู้ก่อการร้าย มีเสนอระบบก้าวหน้ายุบได้เฟรมสูงเช่นตึกแฝด WTC มันแสดงให้เห็นว่า ความล้มเหลวของคอลัมน์มีบทบาทสำคัญในการพังทลายของทาวเวอร์ Ali et al. [7] ศึกษายุบโหมดและด้านข้างแทนชั้นเดียวกรอบเหล็กอาคารสัมผัสกับไฟ ผลพบว่า แทนที่ด้านข้างของเฟรมเพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มขึ้นของขนาดพื้นที่น้ำหนักไฟและหลังคาซึ่งอาจมีผลต่อการเคลียร์ต่ำสุดระหว่างเฟรมและไฟร์วอลล์ ฝาง et al. [8] ดำเนินการสร้างโมเดลจริงของมีที่จอดรถหลายชั้นภายใต้สถานการณ์ไฟไหม้รถ ความล้มเหลวในสามโหมดเช่นล้มเหลวระยะเดียว ได้เสนอล้มเหลวล้มเหลวและแรงเฉือนคู่ช่วง วิธีประเมินเสถียรภาพง่ายจอดรถภายใต้ไฟแปลคำเสนอ [9] [10] แลนจ์ et al. [11] สองเสนอยุบกลไกของอาคารสูงภายใต้ไฟหลายชั้น ได้แก่ กลไกชั้นอ่อนแอล้มเหลว และความล้มเหลวของกลไกชั้นแข็งแรง วิธีการประเมินออกแบบอย่างถูกนำเสนอ Al. ร้อยเอ็ดอาทิตย์ [12] ดำเนินวิเคราะห์คงไดนามิกของยุบแบบก้าวหน้าของโครงสร้างเหล็กภายใต้เงื่อนไขไฟใช้วูลแคน มีอิทธิพลต่ออัตราการโหลด ขนาดคาน และแนวนอนความยับยั้งชั่งใจในกลไกยุบได้กล่าวถึง แล้วใช้กระบวนการเดียวกันเพื่อศึกษากลไกการยุบของ bracing เฟรมเหล็กสภาวะไฟ [13] Jiang et al. ตรวจสอบอิทธิพลของอัตราส่วนโหลด ไฟสถานการณ์ รูปซาวน่าเพื่อการออกแบบ คาน/คอลัมน์ความแข็งบนความต้านทานของโครงสร้างกรอบเหล็กไฟไหม้ [14], [15], [16], [17] [18] และ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ยุบแบบก้าวหน้าของโครงสร้างถูกทริกเกอร์ โดยการ buckling ของคอลัมน์ว่าย ระบบซาวน่าเพื่อการออกได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการต้านทานของโครงสร้างกับยุบ กระจายในแนวนอนหลายช่องแรกกรณีที่อันตรายที่สุดกระดาษนี้ตรวจสอบประสิทธิภาพของทาวเวอร์เซี่ยงไฮ้กับเกิดไฟก้าวหน้ายุบ ต้านทานไฟของคอมโพเนนต์หลักเช่นหลัก คอลัมน์ร็อค คานคอมโพสิต และระบบทรัสได้ถูกตรวจสอบในบริบทของสถานการณ์จริง และมาตรฐานไฟ ใช้วิธีทางการศึกษาต้านทานก้าวหน้ายุบของเฟรมที่เหลือหลังจากลบคอลัมน์เหล็กอุปกรณ์ต่อพ่วงและสมาชิกในเว็บของเข็มขัด trusses

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำโครงสร้างคอมโพสิตเหล็กคอนกรีตรวมข้อดีของเหล็กและโครงสร้างคอนกรีตซึ่งทำให้พวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้ในการเพิ่มขึ้นสูงและซุปเปอร์อาคารสูง อย่างไรก็ตามโครงสร้างเหล็กไม่ได้โดยเนื้อแท้ไฟทนมากเพราะความแข็งแรงของเหล็กจะหายไปเมื่ออุณหภูมิถึง 600 องศาเซลเซียสหรือสูงกว่าในช่วงที่ไฟไหม้ คอนกรีตอาจประสบล่อนที่อุณหภูมิสูงซึ่งอาจทำให้เกิดการสัมผัสก่อนวัยอันควรของการเสริมแรงไฟที่นำไปสู่ความเสียหายอย่างรุนแรงของโครงสร้างคอนกรีต ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ไฟไหม้อยู่ในระดับต่ำ แต่เนื่องจากลักษณะที่สูงของอาคารดังกล่าวน่าจะเป็นของพวกเขาถูกยัดเยียดให้ไฟระยะเวลานานอยู่ในระดับสูงเช่นการโจมตีของผู้ก่อการร้าย เมื่อเช่นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเกิดขึ้นแม้จะมีการป้องกันไฟไหม้น่าจะเป็นของสมาชิกบางคนสูญเสียความสามารถในการแบกภาระท้องถิ่นของพวกเขาอยู่ในระดับสูงมากเนื่องจากการรวมกันของเหตุผลที่เป็นไปได้เช่นการเปิดรับแสงไฟที่รุนแรงมากขึ้นกว่าการออกแบบ, การสูญเสียของการป้องกันไฟไหม้อันเนื่องมาจากผลกระทบ (คน กรณีของเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์) หรือขาดของความทนทาน โครงสร้างควรมีความต้านทานต่ำกับการล่มสลายก้าวหน้าหลังจากความล้มเหลวในท้องถิ่นบางส่วนล่มสลายก้าวหน้าผลเนื่องมาจากภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้นก่อให้เกิดโศกนาฏกรรมอันยิ่งใหญ่เป็นผลมาจากการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สินและผลกระทบทางสังคมมากมาย. การล่มสลายความก้าวหน้าของโครงสร้างที่ถูกกำหนดให้เป็น " การแพร่กระจายของความล้มเหลวในท้องถิ่นเริ่มต้นจากองค์ประกอบองค์ประกอบในที่สุดส่งผลในการล่มสลายของโครงสร้างทั้งหมดหรือส่วนใหญ่สัดส่วนของมัน "[1] การประเมินผลการดำเนินงานของการล่มสลายของโครงสร้างและมาตรการบรรเทาผลกระทบของการล่มสลายสัดส่วนที่สามารถพบได้ในรหัสการออกแบบต่างๆ [1], [2] [3] พวกเขานำเสนอวิธีการออกแบบสามหลักเช่นวิธีการบังคับใช้ผูกวิธีการหาเส้นทางอื่นและวิธีการต้านทานท้องถิ่นเฉพาะในหมู่ที่วิธีการหาเส้นทางอื่นเป็นหนึ่งที่นิยมมากที่สุด การล่มสลายก้าวหน้าเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างหายากเนื่องจากต้องมีทั้งการโหลดผิดปกติที่จะเริ่มต้นความเสียหายท้องถิ่นและโครงสร้างที่ขาดความต่อเนื่องเพียงพอความเหนียวและความผิดพลาดที่จะต่อต้านการแพร่กระจายของความล้มเหลว ตั้งแต่ไฟบรอดเกทเฟสที่ 8 ในกรุงลอนดอนและ Cardington ภายหลังการทดสอบไฟนักวิจัยได้เริ่มที่จะตรวจสอบและทำความเข้าใจพฤติกรรมของโครงสร้างเหล็กทั้งในกรอบไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่การล่มสลายของหอการค้าคำ (WTC) ภายใต้การโจมตีของผู้ก่อการร้ายที่ 11 กันยายน 2001 ได้มีการสนใจเป็นอย่างมากในการทำความเข้าใจการล่มสลายของอาคารสูงในกองไฟ Usmani et al, [4] [5] และ [6] ดำเนินการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข 2D ของหอสาระภายใต้การยิงคนเดียวโดยไม่คำนึงถึงความเสียหายที่เกิดจากการโจมตีของผู้ก่อการร้าย กลไกการล่มสลายก้าวหน้าไปได้สำหรับเฟรมสูงเช่นตึกแฝด WTC เสนอ มันแสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวของคอลัมน์ที่มีบทบาทสำคัญในการล่มสลายของหอ อาลีอัลเอต [7] การศึกษาโหมดการล่มสลายและการกำจัดด้านข้างของอาคารเหล็กในกรอบชั้นเดียวสัมผัสกับไฟ ผลการศึกษาพบว่าการเคลื่อนที่ด้านข้างของเฟรมที่เพิ่มขึ้นกับการเพิ่มขอบเขตพื้นที่ที่เกิดไฟไหม้และน้ำหนักหลังคาซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการกวาดล้างน้อยที่สุดระหว่างเฟรมและไฟร์วอลล์ ฝาง et al, [8] ดำเนินการสร้างแบบจำลองที่เหมือนจริงของที่จอดรถหลายชั้นภายใต้สถานการณ์ไฟไหม้รถ สามโหมดความล้มเหลวเช่นความล้มเหลวเดียวช่วงล้มเหลวสองครั้งช่วงเฉือนและความล้มเหลวถูกเสนอ วิธีการประเมินความทนทานย่อที่จอดรถภายใต้ไฟที่มีการแปลถูกเสนอ [9] และ [10] มีเหตุมีผลและอัล [11] เสนอสองกลไกการล่มสลายของอาคารสูงภายใต้การยิงหลายชั้นคือความล้มเหลวของกลไกชั้นอ่อนแอและชั้นที่แข็งแกร่งกลไกความล้มเหลว กระบวนวิธีการประเมินผลการออกแบบที่เรียบง่ายถูกเสนอ อาทิตย์ et al, [12] ดำเนินการวิเคราะห์คงที่แบบไดนามิกก้าวหน้าของการล่มสลายของโครงสร้างเหล็กภายใต้สภาวะที่เกิดไฟโดยใช้วัลแคน อิทธิพลของอัตราส่วนการโหลดขนาดลำแสงและความยับยั้งชั่งใจแนวนอนบนกลไกการล่มสลายได้กล่าวถึง ขั้นตอนเดียวกันถูกนำมาใช้เพื่อการศึกษากลไกการล่มสลายของสดชื่นเฟรมเหล็กภายใต้สภาวะที่เกิดไฟ [13] เจียง et al, ตรวจสอบอิทธิพลของอัตราส่วนภาระสถานการณ์ไฟรูปแบบสดชื่นคาน / ตึงคอลัมน์ต้านทานของโครงสร้างกรอบเหล็กในไฟ [14] [15] [16] [17] และ [18] ผลการศึกษาพบว่าการล่มสลายความก้าวหน้าของโครงสร้างถูกเรียกโดยคาดคอลัมน์อุ่น ระบบสดชื่นอย่างมีประสิทธิภาพสามารถเพิ่มความต้านทานของโครงสร้างกับยุบ กระจายในแนวนอนไฟไหม้หลายช่องกรณีที่อันตรายที่สุด. กระดาษนี้ศึกษาประสิทธิภาพการทำงานของหอเซี่ยงไฮ้กับการล่มสลายก้าวหน้าไฟเหนี่ยวนำ ความต้านทานไฟของชิ้นส่วนที่สำคัญเช่นหลักคอลัมน์ล้านคานคอมโพสิตและระบบนั่งร้านได้รับการตรวจสอบในบริบทของสถานการณ์ไฟมาตรฐานจริง วิธีเส้นทางทางเลือกที่จะใช้ในการศึกษาความต้านทานต่อความก้าวหน้าของการล่มสลายกรอบที่เหลือหลังจากลบคอลัมน์เหล็กต่อพ่วงและสมาชิกเว็บปิดปากเข็มขัด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การประกอบโครงสร้างเหล็กและคอนกรีต

รวมข้อดีของเหล็กและคอนกรีตโครงสร้างซึ่งทำให้พวกเขาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอาคารสูงและอาคารสูงสุด . อย่างไรก็ตาม โครงสร้างเหล็ก ไม่ใช่เนื้อแท้ ป้องกันไฟไหม้ เพราะมากของความแข็งแรงของเหล็กจะหายไปเมื่ออุณหภูมิถึง 600 องศา C ขึ้นไประหว่างไฟคอนกรีตอาจประสบ spalling ที่อุณหภูมิสูงซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงคลอดก่อนกำหนดเสริมไฟ นำไปสู่ความเสียหายของโครงสร้างคอนกรีต ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ไฟต่ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะของอาคาร เช่น อาคารสูง โอกาสของพวกเขาอยู่ภายใต้ระยะเวลาไฟสูง เช่น การโจมตีของผู้ก่อการร้าย เมื่อมีเหตุการณ์เกิดขึ้นแม้จะมีการป้องกันไฟ โอกาสของสมาชิกบางคนสูญเสียความสามารถรับน้ำหนักของพวกเขาท้องถิ่นมีสูงมากเนื่องจากการรวมกันของเหตุผลที่เป็นไปได้ เช่น รุนแรงมากขึ้นกว่าการออกแบบไฟแสง , การสูญเสียของการป้องกันอัคคีภัยเนื่องจากผลกระทบ ( กรณีของศูนย์การค้าโลก ) หรือขาดความทนทานควรมีโครงสร้างต่ำต่อต้านยุบก้าวหน้าหลังจากความล้มเหลวท้องถิ่นของบางคอมโพเนนต์ จากการล่มสลายหายนะที่อาจเกิดขึ้น ก่อให้เกิดโศกนาฏกรรมอย่างมากเป็นผลมาจากการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สิน และส่งผลกระทบต่อสังคมมากมาย

ยุบความก้าวหน้าของโครงสร้างถูกกำหนดเป็น " การแพร่กระจายของการเริ่มต้นท้องถิ่น ความล้มเหลวจากองค์ประกอบองค์ประกอบ