تعيين چيدمان مناسب ورق FRP براي مقاوم‌سازي ديوارهاي بتني در برابر بارهاي ناشي از انفجار

Determining the appropriate configuration of FRP in retrofitting of concrete walls against blast loading

گسترش عمليات تروريستي باعث گرديده است كه به امنيت ساختمان در برابر بارهاي ناشي از انفجار توجه بيشتري گردد. با توجه به اينكه ساختمان‌هاي موجود در بيشتر موارد براي بار ثقلي يا بارهاي ناشي از زلزله طراحي‌شده‌اند و به اثر ناشي از انفجار توجه كمتري شده است، تحقيق در اين زمينه ضروري مي‌باشد. معمولاً عمليات تروريستي به‌گونه‌اي هست كه مواد منفجره در نزديكي ساختمان منفجر مي‌شود و باعث وارد شدن فشار زياد در مدت‌زمان بسيار كمي بر ساختمان مي‌شود. يكي از اعضا ساختمان كه فشار بيشتري تحمل مي‌كند ديوارهاي ساختمان مي‌باشد كه بايد مقاومت و شكل‌پذيري كافي داشته باشد تا از پخش شدن قسمت‌هاي تشكيل‌دهنده ديوار در انفجار جلوگيري نمايد. روش‌هاي مختلفي براي افزايش مقاومت و شكل‌پذيري ديوارها وجود دارد كه استفاده از FRP گزينه مناسب و كاربردي مي‌باشد. استفاده از ورق‌هاي FRP باعث افزايش مقاومت و شكل‌پذيري سازه مي‌شود بدون اينكه سازه دستخوش تغيير محسوسي در جرم و سختي گردد. در اين تحقيق با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباكوس، ديواري كه با استفاده اليافي پليمري (FRP) مقاوم‌سازي شده بود، تحت بارگذاري انفجاري قرار داده و با نتايج آزمايشگاهي موجود در مقالات صحت سنجي شد و نيز اثر چيدمان‌هاي مختلف مقاوم‌سازي در رفتار ديوار مورد تحقيق قرار گرفت. نتايج تحقيق بيانگر اين موضوع است كه اين مقاوم‌سازي اثر قابل توجهي در كاهش تغيير مكان نقطه بحراني ديوار (افزايش سختي و جرم كه در بارگذاري انفجاري مهم است) از خود نشان نمي‌دهد ولي موجب افزايش مقاومت در برابر پخش شدن ناشي از خردشدگي (به دليل افزايش شكل‌پذيري) مي‌گردد. در اين تحقيق از بررسي شكل‌هاي غيرمرسوم و غيرقابل اجرا در مطالعه المان محدود صرف نظر شده و بيانگر اين موضوع مي‌باشد كه جهت مناسب الياف FRP در راستاي ميلگردهاي طراحي مي باشد.

Because of terrorist attacks, the safety of buildings against blast loading are important. As precode structures or existing buildings have designed for gravity or earthquake loads, blast loading ignored, investigation in the rehabilitation of the structure for blast loading is necessary. Sometimes the charge of terrorist has exploded in the near of the structures in the air and makes a critical pressure on the building in the less than one second. One of the elements in structures that subjected to this pressure is building’s wall and must be strengthened and ductile i.e. no crushing manner in explosion loading. There are a lot of methods for strengthening and ductiling for walls and rehabilitation with FRP laminate is appropriate and it doesn’t change the stiffness and mass of structure. In this article, by using the finite element software, ABAQUS, the walls that retrofitted by FRP laminates, subjected to blast loading and verified by experimental data in the literature review and the behavior of traditional configuration investigated. The results indicated that retrofitting by this method, increase the ductility but it couldn’t decrease the midpoint’s displacement of wall significantly and it is investigated that the best direction of the laminates are the same as the steel reinforcement’s design direction.