بررسي رفتار دال‌هاي بتن آرمه تحت اثر انفجار

Behavior of Reinforced Concrete Slabs against the Blast Wave

وقوع انفجار ناشي از عوامل متعددي نظير حوادث پيش‌بيني نشده و حوادثي نظير حمله‌هاي تروريستي كه امروزه در جوامع مختلف اتفاق مي‌افتد. بررسي رفتار سازه‌ها تحت اثر بارگذاري انفجاري را پر اهميت مي‌سازد. با توجه به كاربرد گسترده دالهاي بتن مسلح، در اين پژوهش به بررسي عددي رفتار دال‌هاي بتن مسلح تحت اثر انفجار پرداخته شده است. با توجه به مشكل بودن و پرهزينه بودن آزمايشات انفجار، تحليل عددي مي‌تواند در كاهش تعداد آزمايشات و تفسير بهتر نتايج كمك كند. براي حل عددي مدل‌هاي دال بتني از نرم‌افزار المان محدود ال‌اس-داينا (LS-DYNA) كه توانايي مدل‌سازي انفجار را داراست و همچنين داراي محدوده وسيعي از مدل‌هاي مواد مي‌باشد استفاده شده است. پارامترهاي مورد بررسي ابعاد و شرايط تكيه گاهي، محل انفجار و ميزان ماده منفجره و چگونگي آرماتور گذاري بوده است.نتايج بدست آمده نشان داد مدل‌هاي مورد بررسي تحت انفجار نزديك كاملا گسيخته شده‌اند، با افزايش ضخامت، خيزي كه توسط نمونه‌ها تجربه شده است به شدت كاهش يافته و با وجود درصد آرماتور يكسان هرچه قطر آرماتورها كمتر و فاصله قرارگيري آن‌ها نيز كمتر باشد دال‌ها خيز كمتري را تجربه خواهند كرد و در صورتيكه درصد آرماتور به كار رفته در نمونه‌هاي شبيه سازي شده افزايش يابد خيز حداكثري كه نمونه‌هاي شبيه‌سازي شده در شرايط يكسان تجربه كرده‌اند مقدار ناچيزي كاهش مي‌يابد. همچنين تغيير شرايط تكيه‌گاهي از گيردار به ساده تاثير بسزايي در گستردگي ايجاد ترك و تغيير سطح خرابي دال‌ها‌ دارد. البته افزايش طول دهانه تاثير چنداني در افزايش سطح خرابي دال‌ها نداشته است.

Most existing structures are vulnerable to the blast wave loads and therefore their resistance to such loads should be evaluated. In this study, the behavior of RC slabs under blast loading was investigated numerically. Numerical analysis can reduce the number of required expensive experimental blast tests. The variable parameters for study include: thickness, reinforcement ratio and spacing, support conditions, dimensions of slabs and location and amount of explosives. Numerical modeling was performed by the use of LS-DYNA software. It is capable of modeling the explosion and also has a wide range of material models. The results showed that the slabs were completely destructed under near explosion mainly because of punching shear. Under medium distance explosion, no complete destruction was observed. The deflection and the extent of cracking depended on the thickness and reinforcement ratio and somewhat on reinforcement spacing. The slab thickness and support condition had also a significant impact on the behavior of slabs. Interestingly, the cracking level of RC slabs did not change significantly by increasing span length.