تعيين ضريب رفتار پوشش بتني سازه هاي زيرزميني تحت بارگذاري انفجاري

Evaluation of Reduction Factor for concrete coatings of underground structures under blast loading

به طور كلي سازه هاي زيرزميني در هنگام اعمال بارهاي ديناميكي همچون زلزله و انفجار از خود رفتار غيرخطي نشان مي دهند. يكي از مهم ترين پارامترها براي بارگذاري، تحليل و طراحي اين نوع از سازه ها تحت اثر بارهاي ديناميكي ضريب رفتار است. اين ضريب به نحوي مشاركت دهنده رفتار غيرخطي سازه در تحليل هاي خطي و يا به عبارت ديگر يك عامل موثر بر رفتار غيرخطي سازه در تحليل هاي خطي است. با اعمال اين ضريب مي توان تحليل هاي خطي را جايگزين تحليل هاي غيرخطي مرسوم در تحليل و طراحي سازه هاي مقاوم در برابر انفجار كه عمدتا وقت گير و پيچيده اند، نمود. بررسي ها نشان مي دهد، مقدار يا محدوده ي قابل قبولي براي ضريب رفتار پوشش بتني سازه هاي زيرزميني تحت اثر بارهاي انفجاري مشخص نمي باشد. به صورت متداول براي يافتن اين ضريب ابتدا سازه توسط يك نرم افزار عددي كه قادر به محاسبه اندركنش سازه و خاك است، مدل شود. در اين تحقيق مفاصل پلاستيك با استفاده از نرم افزار SAP2000 معرفي شده و تحليل پوش آور روي پوشش بتني تونل تحت الگوي بار انفجاري صورت پذيرفته است. همچنين به كمك خروجي تحليل هاي عددي، منحني دو خطي نيرو-تغيير مكان قايم براي سطوح عملكرد مختلف سازه ترسيم شده است. در انتها با كمك روابط تحليلي بيان شده در مقاله، ضريب رفتار سازه تحت الگوي بار انفجاري به دست مي آيد. مشاهده مي شود ضريب رفتار براي اين گونه سازه ها فقط وابسته به دو پارامتر شكل پذيري سازه و مقاومت افزون آن در رفتار غيرخطي است.

In general, underground structures exhibit nonlinear behavior when applying dynamic loads such as earthquakes and explosions. One of the most important parameters for loading, analyzing and designing this type of structures is the dynamic load factor of the behavior coefficient. This coefficient contributes to the nonlinear behavior of the structure in linear analysis, or in other words, is a factor affecting the nonlinear behavior of the structure in linear analysis. By applying this coefficient, linear analyzes can replace conventional nonlinear analyzes in the analysis and design of explosive-proof structures, which are mostly time-consuming and complex. Investigations show that the acceptable amount or range for reduction factor of concrete coating of underground structures under the influence of explosive loads is not determined totally. To find this factor, the tunnel structure must first be modeled by a software that is able to calculate the interaction between the structure and the soil. In this research, plastic hinges were introduced into the SAP2000 software, and a pushover analysis was carried out on a concrete coating of a tunnel under an explosive charge pattern By output of this analysis, the force-vertical displacement diagrams is plotted for each of the tunnel performance levels and the Reduction Factor is obtained for pattern of explosive charge by using the relationships that explained in paper. It can be seen that the Reduction Factor for such structures depends only on the two parameters of ductility and over strength of structure.