بررسي پديده وابستگي مش در تحليل غيرخطي اعضاي بتن‌آرمه تحت اثر انفجار

Mesh dependency phenomenon in the nonlinear behavior of RC members under the blast loading

اگرچه داده‌هاي آزمايشگاهي اطلاعات ارزشمندي را در خصوص رفتار اعضاي بتن‌آرمه و پاسخ پسماند آنها ارائه مي‌دهند، اما اين آزمايشات چه به صورت مقياس‌شده و چه در مقياس واقعي از يك سو پرهزينه و وقت‌گير بوده و از سوي ديگر، روندهاي ارائه‌شده در طراحي و بررسي رفتار اعضا تحت اثر انفجار در دسترس نمي‌باشد. در حال حاضر، با استفاده از روش تحليل اجزاء محدود غيرخطي، با يك زمان و هزينه كمتر، مي‌توان پاسخ كامل اعضاي بتن‌آرمه را تحت هرگونه شرايط بارگذاري از جمله انفجار بدست آورد. ظرفيت باربري يك عضو بتن‌آرمه وابسته به اندازه المان و نوع مش‌بندي گفته مي‌شود هنگامي كه مقادير تخميني وابسته به اندازه عضو باشند. در حقيقت وابستگي مقدار بار گسيختگي به اندازه المان به آزاد شدن انرژي الاستيك ذخيره‌شده به سبب انتشار ترك كه نهايتا منجر به گسيختگي برشي تير بتن‌آرمه مي‌گردد، نسبت داده مي‌شود. هدف اصلي اين تحقيق بررسي اثر اندازه المان در تحليل غيرخطي اعضاي بتن‌آرمه و دستيابي به پاسخ اين سئوال مي‌باشد كه رفتار اعضاي بتن‌آرمه تحت اثر انفجار آيا وابسته به اثرات ابعاد المان مي‌باشد يا خير. اين هدف با مقايسه مقادير آزمايشگاهي و نتايج مدلسازي عددي و پيش‌بيني‌شده دنبال مي‌شود. نتايج حاصل از تحليل‌ها نشان مي‌دهند كه اجزاء مربعي منجر به نتايج نزديك‌تر به واقعيت مي‌شوند. بطور مثال، شبكه‌بندي مربعي با 7 درصد خطا در مقاومت نهايي و شكل‌پذيري در قياس با نمونه آزمايشگاهي نزديك‌ترين پاسخها را ارائه نموده است. همچنين بررسي در مورد ابعاد بهينه شبكه بيانگر آن است كه يك اندازه مشخصه 25 ميليمتر براي اعضاي بتن‌آرمه، مناسب‌ترين گزينه است.