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].
شکل )۲-۳): فروپاشی سقف استادیوم ورزشی هارتفورد]۱۷[
در سال ۱۹۷۹ پس از حادثه‌ی هارتفورد، بخش اعظم سقف استادیوم ورزشی شهر کاناس سیتی در ایالت میسوری۳ 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].
۱ Hartford
۲ Kanas City
۳ Missoury
شکل )۲-۴): فروپاشی سقف استادیوم ورزشی در ایالت میسوری ]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 مورا۳ 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.
American Concrete Institute ۱
۲ Oklahoma
۳ Alfred Murrah
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.
شکل )۲-۵): فروپاشی ساختمان فدرال آلفرد مورا]۱۸[
۵- فروپاشی برج‌های مرکز تجارت جهانی۱
تأسف‌انگیزترین واقعه از مکانیسم فروپاشی پیش‌رونده سازه‌های بلند، در ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ و در شهر نیویورک رخ داد. در این روز دو برج ۱۰۱ طبقه بر اثر برخورد دو هواپیمای مسافربری به طور کامل تخریب شدند.
شکل )۲-۶): فروپاشی پیش‌رونده در برج‌های تجارت جهانی نیویورک ]۱۹[
۱ WTC (World Trade Center)
جالب توجه است که این برج‌ها، برای برخورد احتمالی هواپیما نیز طراحی شده بودند. ولی در آن زمان بزرگ‌ترین هواپیمای مسافربری، بوئینگ ۷۰۷ بوده است که حدود ۳۳۶۰۰۰ پوند وزن و نزدیک به ۲۳۰۰۰ گالن ظرفیت بنزین داشته است. حال آنکه در ۱۱ سپتامبر این برج‌ها مورد اصابت هواپیمای بوئینگ ۷۶۷ قرار گرفتند که حدود ۳۹۵۰۰۰ پوند وزن و دارای ظرفیت حمل بنزین ۲۴۰۰۰ گالن بوده است [۱۹].
همان طور که مشهود است پیش‌بینی رشد تکنولوژی کاری دشوار و گاهی غیرقابل دستیابی می‌باشد. اینجاست که پیشرفت سریع تکنولوژی به عاملی خلاف جهت اطمینان مهندس طراح تبدیل می‌گردد.
در این حادثه ۲۸۳۰ نفر جان‌باخته و همچنین ۱۰ ساختمان مجاور این دو برج، دچار خرابی کلی و جزئی شدند که ضعف این سازه‌ها را در هنگام رویارویی با بارگذاری غیرعادی و پیش‌بینی‌نشده نشان می‌دهد.
ساختمان بنکر تراست۱ در مجاورت برج تجارت جهانی قرار داشت که در اثر ضربات مخروبه‌های ناشی از فروپاشی، دچار خرابی زیادی در نمای ساختمان شد(شکل ۲-۷)؛ اما این سازه توانست در مقابل فروپاشی کلی مقاومت کند]۱۹[.
شکل )۲-۷): ساختمان بنکر تراست [۱۹]
۱ Bankers Trust
۶- پدیده فروپاشی پیش‌رونده در ایران
مطالبی که در قسمت قبل ارائه شد توضیحی بود در مورد یک نوع مکانسیم خرابی سازه‌ها که در آن میزان تخریب بسیار فراتر از اثر عامل پدیدآورنده آن بوده است. همچنین مثال‌هایی دراین‌باره ذکر گردید و عملکرد نهادهای مرتبط و مسئول در این کشورها به این موضوع ارائه شده است.
در عصر کنونی، به یاری پیشرفت‌های تکنولوژی علم مهندسی سازه با سرعت زیادی در حال گسترش است که حاصل آن ساختمان‌هایی سبک تر، بادوام بیشتر و پیچیدگی‌های معماری افزون تر از پیش می‌باشد. علیرغم نیاز ایران به عنوان یک کشور در حال توسعه به چنین سازه‌هایی در آینده‌ی نزدیک، هنوز ضعف تحقیقات سازه در کشور محسوس است. اهمیت این موضوع با توجه به کیفیت نامناسب اجرای اکثر ساختمان‌ها و استفاده از روش‌های اجرای قدیمی ساختمان‌سازی در ایران، دو چندان می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به فاجعه فروریختن ساختمان هفت‌طبقه سعادت‌آباد تهران (شکل ۲-۸) اشاره کرد که در آن ۱۷ نفر جان باختند ]۵[.
شکل )۲-۸): فروپاشی پیش‌رونده در ساختمان هفت‌طبقه سعادت‌آباد- تهران ]۵[
۲-۳- بررسی استانداردهای مرتبط با خرابی پیش‌رونده:
از مهم‌ترین آئین نامه‌های طراحی که پدیده خرابی پیش‌رونده را مورد بررسی قرار می‌دهند می‌توان از استاندارد انگلیسی ((BS1، آئین نامه ساختمان ملی کانادا (NBCC)2 استاندارد اروپایی۳ (CEN)، انجمن مهندسین عمران آمریکا (ASCE)4 کمیته ایمنی (ISC)5، دپارتمان دفاعی (DOD)6، معیارهای تسهیلات متحد (UFC)7 اداره سرویس‌های عمومی امریکا(GSA)8، نام برد]۲۰[.
در ادامه مقایسه جامعی از مقررات مربوط به خرابی پیش‌رونده در آئین نامه‌های معتبر بین‌المللی ساختمانی در زمینه‌های تعریف خرابی پیش‌رونده و خرابی موضعی، موارد کاربرد الزامات مرتبط با خرابی پیش‌رونده و روش‌های کلی بررسی پدیده خرابی پیش‌رونده همچنین نحوه بارگذاری ارائه شده است.
۲-۳-۱- تعریف خرابی پیش‌رونده و خرابی موضعی:
با بهره گرفتن از پدیده دومینو۹ می‌توان پیش‌روندگی خرابی را به وضوح نشان داد. شکل(۲-۱) تعدادی کارت با ارتفاع L را نشان می‌دهد که به فاصله λ از همدیگر قرار گرفته‌اند.
۱ British standard
۲ National Building Code of Canada
۳ Comité European de Normalization
۴ American Society of Civil Engineers
۵ Interagency Security Committee
۶ Department Of Defense
۷ Unified Facilities Criteria
۸ General Services Administration
۹ Domino
شکل (۲-۹): کارت‌ها به ارتفاع L و به فاصلهλ از یکدیگر[۲۰]
فرض می‌کنیم یکی از کارت‌ها در اثر ضربه پایداری خود را از دست داده و خراب شود. وضعیت کارت‌های دیگر را بعد از این خرابی می‌توان در دو حالت بررسی کرد:
حالت اول L≥:λ یعنی وقتی که فاصله کارت‌ها از ارتفاعشان کمتر است. این وضعیت در شکل (۲-۲) نشان داده شده است. در این حالت ناپایداری کارت اولی باعث گسترش ناپایداری به صورت پیش‌رونده به تمام کارت‌های دیگر خواهد شد وخرابی به صورت پیش‌رونده رخ خواهد داد.
شکل (۲-۱۰): حالت اول L≥ λ[۲۰]
حالت دوم L≤λ : یعنی وقتی که فاصله کارت‌ها، از ارتفاعشان بیشتر است. همان طوری که در شکل (۲-۳) مشاهده می‌شود، در این حالت ناپایداری اولیه به صورت موضعی در محل شروع خرابی باقی‌مانده و انتشاری واقع نمی‌شود.
شکل (۲-۱۱): حالت دوم L≤ λ [۲۰]
هر یک از آیین‌نامه‌های معتبر بین‌المللی مرتبط با خرابی پیش‌رونده، تعریف جداگانه‌ای از این پدیده و خرابی موضعی ارائه می‌دهند که در ادامه به آن اشاره می‌شود:
انجمن مهندسین عمران آمریکا خرابی پیش‌رونده را به صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر که سرانجام به گسیختگی تمام سازه یا قسمت بزرگی از آن می انجامد، تعریف می‌کند. در صورتی که آسیب به ۱۵ تا ۲۰ درصد طبقه یا مساحت سقف و یا m2100محدود شود و یا کل آسیب به طبقات مجاور و یا به یک دهانه محدود گردد به عنوان آسیب موضعی تلقی می‌شود]۸[.
استانداردهای انگلیسی از کلمه پیش‌رونده استفاده نمی‌کنند اما در عوض از اصطلاح «خرابی سازه‌ای نامتناسب با علت اولیه» بهره می‌گیرند. خرابی موضعی به %۱۵ طبقه یا مساحت کف؛ یاm2 ۱۰۰ هر کدام که کمتر باشد، محدود می‌شود]۲۰[.
تعریف آئین نامه GSA از خرابی پیش‌رونده وضعیتی است که خرابی عضوی منجر به خرابی اعضا متصل شده می‌گردد، بطوریکه خسارت کلی با علت اولیه نامتناسب است. محدوده خرابی مجاز برای ملاحظات بیرونی باید به دو مورد محدود گردد:
الف – دهانه‌های سازه‌ای که مستقیم با عضو حذف‌شده در ارتباط‌اند و دقیقاً یک طبقه بالاتر از عضو عمودی حذف‌شده قرار دارند.
