مقاوم‌سازی ستون‌های بتن مسلح تحت انفجار با استفاده از پوشش‌های پلیمری مسلح شده با الیاف

نویسندگان

دانشگاه کردستان

چکیده

انفجار ناشی از مواد منفجره‌ حجیم و متمرکز در محوطه اطراف یک ساختمان می‌تواند اثرات مصیبت­باری داشته ­باشد و باعث خسارت و خرابی ساختمان  و همچنین، صدمات جانی ساکنین گردد. البته، این اثر بر روی ساختمان‌های مسکونی به‌مراتب مخرب‌تر خواهد بود، چرا که، این  سازه­ها فقط در برابر نیروی زلزله طراحی می‌گردند. از آن­جایی­که استفاده از سازه­های بتنی و سامانه­های قاب خمشی بتن مسلح در ساختمان‌های امروزی کاربرد بیشتری پیدا کرده است؛ همچنین، ستون‌ها به­عنوان مهم­ترین عضو سازه در برابر بارگذاری انفجاری می‌باشند. بر این اساس، هدف از این تحقیق، بررسی دقیق رفتار ستون بتن مسلح تحت بارگذاری انفجاری و مقاوم­سازی آن‌ها می‌باشد. به این منظور، ابتدا، شبیه‌سازی انفجار و مدل­سازی ستون‌های بتن مسلح توسط نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته و صحت روش مدل­سازی ارائه­ شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته ­است. سپس، با انجام تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی، به مقایسه ستون­های تقویت­شده و بدون تقویت تحت اثر انفجار از لحاظ پارامترهای بیشینه تغییر مکان و مقادیر تنش در میلگردهای فولادی، پرداخته شده ­است. همچنین، با بررسی انواع حالت­های استفاده از ورق­های FRP، هدف، انتخاب بهترین حالت مقاوم­سازی و بهینه­کردن آن بوده ­است.

کلیدواژه‌ها


  1. Unified Facilities Criteria (UFC 3-340-02), “Structure to Resist the Effects of Accidental Explosion,” U.S. Army Corps of Engineers, 2008.
  2. J. E. Crawford, L. J. Malvar, J. W. Wesevich, J. Valancius, and A. D. Reynolds, “Retrofit of reinforced concrete structures to resist blast effects,” ACI Structural Journal, vol. 94, pp. 371–377, 1997.
  3. B. M. Luccioni and M. Luege, “Concrete pavement slab under blast loads,” International Journal of Impact Engineering, vol. 32, pp. 1248–1266, 2006.
  4. Y. Shi, H. Hao, and Z. X. Li, “Numerical derivation of pressure-impulse diagrams for prediction of RC column damage to blast loads,” International Journal of Impact Engineering, vol. 35, pp. 1213–1227, 2008.
  5. فیوض، مجتهدپور، توکلی زاده، بررسی تاثیر مصالح و شکل سازه بر روی عملکرد سازه در برابر انفجار، هشتمین کنگره بین-المللی مهندسی عمران، دانشگاه شیراز، 21 تا 23 اردیبهشت، 1388.
  6. S. Astarlioglu, T. Krauthammer, D. Morency, and T. P. Tran, “Behavior of Reinforced Concrete Columns under Combined Effects of Axial and Blast-Induced Transverse Loads,” Engineering Structures, vol. 55, pp. 26–34, 2013.
  7. M. Arlery, A. Rouquand, and S. Chhim, “Numerical Dynamic Simulations for the Prediction of Damage and Loss of Capacity of RC Column Subjected to Contact Detonations,” VIII International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures, 2013.
  8. http://framcos.org/FraMCoS-8/p619.pdf
  9. J. Li and H. Hao, “Numerical study of concrete spall damage to blast loads,” International Journal of Impact Engineering, vol. 68, pp. 41–55, 2014.
  10. P. Kmiecik and M. KamiŃSki, “Modelling of reinforced concrete structures and composite structures with concrete strength degradation taken into consideration,” Archives of Civil and Mechanical Engineering, vol. 11, pp. 623-636, 2011.
  11. T. Ngo, P. Mendis, A. Gupta, and J. Ramsay “Blast loading and blast effects on structures–an overview,” Electronic Journal of Structural Engineering, vol. 7, pp. 76-91, 2007.
  12. L. J. Malvar and J. E. Crawford, “Dynamic increase factors for concrete,” DTIC Document, 1998.
  13. L. J. Malvar and J. E. Crawford, “Dynamic increase factors for steel reinforcing bars,” In Proceedings of the Twenty-Eighth DoD Explosives Safety Seminar, 1998.
  14. L. P. Kollar and G. S. Springer, “Mechanics of composite structures,” Cambridge university press, 2003.