بررسي آسيب در تيرهاي بتن مسلح زير بارگذاري انفجاري (آزمايش ميداني و شبيه‌سازي عددي)

Damage Assessment of RC Beams under Blast Loading (Experimental and Numerical Studies)

بررسي رفتار تيرهاي بتن مسلح تحت بارگذاري انفجاري و برآورد آسيب وارده امري مهم در تحليل و طراحي سازه‌هاي مقاوم در برابر انفجار است. در اين مقاله ابتدا نتايج حاصل از آزمايش انفجاري بر روي ده عدد تير بتن مسلح ارايه ‌شده است. اين نتايج نشان مي‌دهند با افزايش شدت انفجار، تغيير مكان بيشينه و نهايي وسط دهانه تير زيادتر مي‌گردد و نيز بر شدت آسيب‌هاي وارد بر تير افزوده مي‌شود. آزمايش‌ها در محدوده‌اي از فاصله مقياس‌شده انفجار انجام شده است كه نتايج آن از آسيب بسيار جزيي تا آسيب‌هاي بسيار شديد را دربر گيرد. سپس با انجام شبيه‌سازي دقيق در نرم‌افزار ABAQUS و راستي آزمايي با نتايج آزمايشگاهي، داده‌هاي بيشتري براي مقادير مختلفي از مواد منفجره توليد شد. بررسي داده‌ها نشان مي‌دهد بين لگاريتم فاصله مقياس‌شده انفجار و لگاريتم تغيير شكل تير مي‌توان رابطه‌اي خطي برقرار نمود. در ادامه مقاله با استفاده از مقادير تغيير مكان نهايي و بيشينه و بررسي مفاهيم آن دو، شاخصي براي ارزيابي آسيب‌هاي وارده و نيز شاخصي براي بقا و ماندگاري تير پيشنهاد، و مقادير متناظر با آسيب جزيي، آسيب شديد قابل ترميم و آسيب بسيار شديد معرفي مي‌گردد.

The behavior of RC beams under blast loading and damage estimating is very important to analysis and design of blast resistant structures. In this paper, the experimental results of ten RC beams are presented. These results show that by increasing the intensity of the blast, the maximum and permanent displacement and also the damage severity of the beams will be increased. Experimental tests have been carried out on a range of very minor to very serious damages. In the next step, accurate simulation by ABAQUS performed and after verification, more data were generated for different amounts of scaled distances. This study indicates there is a linear relationship between the logarithm of scaled distances and the logarithm of displacements. Then by using the concept of maximum and permanent displacements, a damage index and a survival index have been introduced and their amounts corresponding with minor, repairable and severe damages have been suggested.