بررسي عملكرد ستون‌هاي بتني مقاوم سازي شده با صفحات FRP تحت اثر بارگذاري انفجاري

با افزايش شمار حوادث تروريستي در سطح جهان، مقاومت سازه ها بخصوص سازه هاي بتني در برابر انفجار و اثرپذيري آن ها تحت بارهاي ناشي از انفجار، از اهميت بسزايي برخورد است. طي چند دهه گذشته اين حملات تروريستي در سراسر دنيا صدمات مالي و جاني بسياري را بر جا گذاشته است. نتيجه اين رويداد، احساس نياز بيشتر مهندسان براي طراحي سازه هاي مقاوم در برابر انفجار بوده است. ستون هاي يك ساختمان از آنجا كه به عنوان يكي از اجزاي مهم هر سازه مي باشند و خرابي حتي يكي از آن ها مي تواند منجر به خرابي بخش يا كل سازه اصلي ساختمان شوند نيز مي بايست در برابر اين پديده مورد ارزيابي قرار گيرند. هدف اصلي اين پژوهش آن است كه استفاده از ورق هاي FRP چه تاثيري بر عملكرد خمشي و برشي ستون هاي يك سازه در برابر انفجار دارد و اينكه آيا مي توان با استفاده از تقويت با ورق هاي FRP به مقاومت لازم در برابر بارهاي ناشي از انفجار دست يافت يا خير. ستون هاي بتني به عنوان يكي از المان هاي اصلي باربر سازه نقش مهمي در تحمل اين نوع بارها دارند ارزيابي مقاومت و عملكرد برشي ستون هاي بتني تقويت شده با صفحات FRP در برابر بارهاي انفجاري از جمله نوآوري هاي اين پژوهش مي باشد كه در پژوهش هاي گذشته كمتر بدان پرداخته شده است. استفاده از انفجار با شدت هاي مختلف و در فواصل به مختلف به منظور محاسبه ي شدت انفجار ايمن در هر فاصله ي مشخص از ديگر نوآوري هاي اين پژوهش مي باشد. به منظور ارزيابي عملكرد ستون هاي بتني در برابر انفجار و تاثير تقويت برشي آنها توسط صفحات FRP، ستون مربع شكل با ابعاد مشخص مقطع و با ارتفاع 3 متر در نظر گرفته شده است. ستون مذكور تحت انفجار 82 كيلوگرم TNT در فواصل مختلف از ستون قرار گرفته و تحليل شده است. ستون بتني با استفاده از صفحات FRP به صورت غلاف كامل تقويت شده و نتايج مقايسه شدند تا اثر تقويت بر عملكرد ستون بتني در برابر انفجار بررسي شود. در ادامه با مدل سازي ساختمان بتني 5 طبقه و در دو حالت بدون و با تقويت صفحات FRP در انتهاي ستون و چشمه ي اتصال سعي گرديده با كنترل برش در اين مناطق عملكرد ساختمان بتني را بهبود بخشيد. نتايج نشان مي دهند استفاده از صفحات FRP در ستون بتني تحت بارگذاري انفجاري باعث مي شود جابجايي افقي كاهش محسوسي پيدا كرده و اين كاهش در فواصل نزديك تر، بيشتر مي باشد، به طوري كه در فواصل 2.5، 5 و 10 متري از خرج انفجاري به ترتيب با كاهش 52.6، 32 و 31 درصدي جابجايي افقي روبرو شديم. همچنين استفاده از FRP موجب مي گردد تا مقدار زيادي از انرژي جنبشي ناشي از انفجار به صورت خرابي سازه اتلاف گردد.