خلاصه

حملات تروریستی در چند دههي اخیر اغلب ساختمانهاي مسکونی و تجاري پررفت وآمد را مورد هدف بمب گذاري خود قرار دادهاند. این حملات باعث ایجاد تلفات جانی ومالی بسیاري شده است. با توجه به اینکه کشور ما در منطقهاي قرار گرفته است که همیشه دستخوش حملات تروریستی در سالهاي اخیر بوده است، اهمیت بررسی و مقاوم سازي سازه ها در برابر بارهاي انفجار را دو چندان میکند. پس شناخت درست جزئیات پدیدهي انفجار، مصالح مورد استفاده در المانهاي سازه و همچنین پاسخ سازه در برابر بارهاي انفجاري ما را به نتایج بهتري در این زمینه سوق خواهد داد. در این مقاله، اثرات انفجار بر روي قاب بتن مسلح دو طبقه در حوزهي نزدیک قاب بررسی می شود. قاب مورد مطالعه بر اساس آیین نامهي ۲۸۰۰ و ترکیب بارهاي موجود در ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده است. سپس، مدلسازي و تحلیل قاب تحت بار انفجار به صورت دوبعدي و با استفاده از نرمافزار ABAQUS انجام میشود. ستونها مهمترین المان سازهاي در برابر بار انفجاري می باشد. به همین دلیل براي نتایج عددي، از جابجایی طبقات و ستونهاي قاب مذکور در مقابل بار انفجاري استفاده می شود . با توجه به مقدار تغییر مکان طبقات ناشی از بار انفجار در مقایسه با سایر بارهاي طراحی بویژه زلزله باید ضوابط جدیدي را براي طراحی المان سازه در برابر این بارها درنظر گرفته شود.

کلمات کلیدي: بارگذاري انفجار، نرم افزار ABAQUS، تحلیل غیرخطی، پاسخ قاب بتن مسلح

.۱ مقدمه

طراحیهاي سازههاي ساختمانی معمولا براي بارهاي زلزله صورت میگیـرد. در سـه دهـهي گذشـته حمـلات بمـب گـذاري متعـددي نظیـر سـال ۱۹۹۵ درسـاختمان فـدرال Murrah در[۱] Oklahoma City، سـال ۱۹۹۶در Khobar Towers در عربسـتان [۲] و همچنـین در [۱] London Dockland رخ داده است. بویژه، درسالهاي اخیر حملات تروریستی درکشورهاي همسایه ي ما مانند عراق و پاکستان و افغانسـتان قابـل توجـه بـوده است. با توجه به چنین حوادثی، براي حفظ جان و مال بسیاري از افراد، اهمیت در نظـر گـرفتن بارهـاي انفجـاري در طراحـی هـاي سـازه هـاي بتنـی را دوچندان می کند.

انفجار، آزادسازي ناگهانی انرژي همراه با سرعت بالا و در مقیاس بزرگ ناشی از واکنشهاي شـیمیایی، فیزیکـی و هسـتهاي مـیباشـد. مـواد منفجره بر اساس حالت فیزیکی به سه حالت جامد، مایع و گاز تقسیم می شوند. همچنین مواد منفجره بر اساس حساسیتشان به اشتعال بـه دو گـروه مـواد منفجره ي اولیه مانند ازید سرب و مواد منفجره ي ثانویه مانند TNT تقسیم می شوند. انفجار درنظرگرفته شـده بـراي ایـن مطالعـه ناشـی از واکنشـهاي شیمیایی، از نوع جامد و ثانویه می باشد . انفجار مواد منفجرهي قوي و متراکم می تواند گازهاي گرمی با فشاري در حد ۳۰۰ kilobar و دماي تقریبی ۴۰۰۰ ۳۰۰۰ سانتیگراد تولید کنند. موج انفجار به طور آنی به فشاري بالاتر از فشار اتمسفر افزایش مییابد. بعد از مدت کوتاهی، فشار پشت جبهه می-تواند به فشاري زیر فشار محیط افت کند (شکل . [۳] (.۱

.۱ دانشجوي کارشناسی ارشد دانشگاه کاشان
.۲ استادیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه کاشان

١

دومین همایش ملی پژوهش هاي کاربردي در »مهندسی عمران، معماري و مدیریت شهري«

۲nd National Conference on Applied Researches in Civil engineering, Architecture and Urban planning

شکل .۱ نحوهي انتشار موج انفجار

در سالهاي اخیر مطالعات مختلفی توسط محققین در زمینهي رفتار المانهاي مختلف سازه هاي بتنی مانند: تیرهـا، سـتونهـا و دالهـا تحـت بـار انفجار صورت گرفته است. با این حال، مطالعات انجام شده در زمینهي تحلیل خسارت قابهاي سازهاي ساختمانهاي بتن مسـلح بسـیار محـدود مـیباشـد. Yanchao shi و همکارانش [۴] از نتایج عددي بدست آمده از نمودارهاي فشار- ضربه براي تعیین سطح خسارت وارد شـده بـر سـتون بـتن مسـلح تحت بار انفجار استفاده کردند. Jayasooriya و همکارانش [۲, ۵] به ارزیابی پاسخ قاب بتن مسلح و سطح خسارت وارد شده بـه سـتونهاي قـاب در مقابل بارهاي انفجاري پرداختند. Bing Li و همکارانش [۶] پاسخ سازهاي و سطح خسارت وارد شده بر ساختمان بلنـد بـتن مسـلح را کـه در معـرض بارهاي انفجاري حوزهي نزدیک قرار داشت، مورد ارزیابی قرار دادند.

هدف مطالعهي حاضر تحلیل و بررسی بیشتر قابهاي بتن مسلح تحت اثر بارهاي انفجاري با اسـتفاده از نـرم افـزار ABAQUS مـیباشـد. نتـایج تحلیـل بصورت تاریخچه زمانی- جابجایی در گرههاي انتخاب شده روي وسط ستونهاي قاب بتنی ارائه می شود.