ارزيابي و مقايسه ي رفتار ستون هاي بتن مسلح دايره اي و مربعي تقويت شده با جاكت هاي فولادي در برابر انفجار

Evaluation and Comparison of Behavior of Steel Jacketed RC Columns with Circular and Square Sections under Blast Loading

سازه هاي بتن مسلح كاربرد گسترده اي در ساخت بناها و زيرساخت هاي شهري و غيرشهري دارند و اين زيرساخت ها همواره در معرض وقوع انفجارهاي ناشي از حوادث عمدي يا سهوي هستند. در ميان اعضاي سازه اي، ستون ها المان هاي باربر كليدي محسوب مي شوند. در اين مقاله، رفتار ستون هاي بتن مسلح با مقطع دايره اي و مربعي، كه با جاكت هاي فولادي مقاوم سازي شده اند تحت بارگذاري انفجار بررسي و با يكديگر مقايسه مي شود. بر همين اساس، شش نمونه ستون دايره اي و شش نمونه ستون مربعي، كه از نظر مشخصات مقطع و فولادگذاري معادل هستند، با استفاده از پكيج نرم افزاري ABAQUS مدل سازي شده است. اثر تغييرميزان مقاومت بتن، آرماتورهاي طولي و نيز مشخصات هندسي جاكت فولادي در مدل هاي اجزاي محدود ستون هاي دايره اي ومربعي مطالعه شده است. همچنين، زيربرنامه اي در MATLAB نوشته شده تا با تغيير مقاومت بتن و درصد فولاد ميزان تغيير در ظرفيت محوري و جانبي ستون را ارزيابي كند. براساس مهم ترين نتايج حاصل، ستون هاي دايره اي عملكرد بهتري در انفجار دارند. وجود جاكت فولادي علاوه بر افزايش ظرفيت انفجاري ستون، اثر ساير راه كارهاي بهبوددهنده نظير استفاده از بتن مقاوم تر و درصد فولاد بيشتر را تقويت مي كند. اين اثربخشي در ستون هاي دايره اي بالاتر از ستون هاي مربعي مشاهده شده است.

Reinforced concrete (RC) structures are widely used in urban buildings and infrastructures, and these are always subjected to explosions caused by intentional or unintentional accidents. Among the structural members, columns are key load carrier elements. In this paper, behavior of RC columns with circular and square sections strengthened by steel jackets is investigated and compared under blast loading. Accordingly, six circular columns and six square columns, which are equivalent in geometry and material properties, were modeled using ABAQUS software package. The effect of varying the concrete strength, longitudinal reinforcement and geometrical properties of steel jacket on FE models of the columns has been studied. In addition, a sub-program has been written to evaluate the changes in axial and lateral capacity of the column. Based on the most important results, the circular columns perform better under blast loading. Using steel jackets, in addition to increasing the explosive capacity of the column, improves the effects of other remediation strategies such as the use of high strength concrete and the higher percentage of reinforcement. This effect was observed to be higher in circular columns in compare to square columns.