مقايسه‌ي رفتار قاب‌هاي خمشي بتن مسلح و سيستم ديوار برشي تحت بارگذاري انفجار

Comparison between Behavior of Reinforced Concrete Frames and Shear Walls under Blast Loading

مروزه انفجار در مراكز شهرها و مناطق مسكوني خطري است كه تمام ساختمان‌ها را تهديد مي‌كند. انفجار در داخل و يا در نزديكي ساختمان مي‌تواند منجر به آسيب‌ديدگي ناگهاني قاب‌هاي ساختماني شود. تحليل و طراحي سازه‌ها تحت بارهاي انفجاري نيازمند درك دقيق پاسخ ديناميكي اعضا و سيستم‌هاي سازه‌اي تحت اين بارگذاري است. در اين مقاله، پاسخ قاب‌هاي‌ خمشي بتن مسلح 1 تا 3 طبقه تحت بارگذاري جانبي انفجار مورد مطالعه قرار گرفته و با سيستم ديوار برشي مقايسه شده است. جابجايي، تنش، نحوه‌ي آسيب‌ديدگي و انرژي كرنشي در دو سيستم تحت بارگذاري انفجار با يكديگر مقايسه شده است. مطابق با مهم‌ترين نتايج حاصل، آسيب‌پذيرترين نقاط قاب‌هاي خمشي تحت بار انفجار ستون‌ها و اتصالات طبقه همكف مي‌باشد. در سيستم ديوار برشي، آسيب‌ها در تيرها، ستون‌ها، اتصالات و هم‌چنين ديوار برشي توزيع شده است. هم‌چنين، ميزان جذب انرژي در سيستم ديوار برشي نسبت به قاب مشابه با سيستم قاب خمشي، بالاتر است. البته براي تصميم‌گيري قطعي در اين مورد و بررسي تخريب پيش‌رونده بايد قاب‌هاي ساختماني به صورت 3 بعدي (در هر 2 جهت) و با درنظر گرفتن ديوارهاي پركننده‌ در قاب مدل‌سازي گردد.

Nowadays explosion in city centers and residential building areas is a dangerous threat to all buildings. Bomb explosion within or nearby a building can cause catastrophic damage to the buildings external and internal structural frames. The analysis and design of structures subjected to blast loads require a detailed understanding of blast phenomenon and the dynamic response of various structural elements subjected to blast loads. Comparison between response and behavior of reinforced concrete frame and shear wall systems under blast loading is rare in literature. In this paper, response of the RC frames subjected to lateral blast loads is investigated using explicit finite element (ABAQUS). This paper also examines the response of RC moment frames subjected to lateral blast loads and compares it with concrete shear wall system. A nonlinear finite element program is used to model 1 to 3 stories RC moment frames and concrete shear walls. In this study, displacement, stress, damage type and strain energy in the models under blast loading are compared. According to the main results, damage pattern of moment frames is concentrated in base columns and beam to column joints. In the shear wall models damage is distributed through beams, columns, joints and shear walls. Also, energy absorption in shear wall system is much more than moment frame.