ارزیابی عملکرد ستون های بتن مسلح تقویت شده با FRP تحت اثربارهای انفجاری

با توجه به گسترش حملات نظامی و تروریستی در جهان، بررسی مکانیزم های دفاع غیرعامل در جنگهای نامتقارن امروزی در جهت مقابله با تهاجمات خصمانه و تقلیل خسارات ناشی از حملات هوایی و دریایی کشور مهاجم، موضوعی اساسی است. ایران به دلیل موقعیت ممتاز استراتژیکی و برخورداری از منابع طبیعی خدادای سرشار، همواره در معرض تهدیدهای خارجی قرارداشته است. به منظور افزایش مقاومت سازه در مقابل بارهای ناشی از انفجار، راحل های موجود و متداول هست که از جمله مهمتربن آنها میتوان به تقویت با استفاده از ورق FRP اشاره کرد. تحقیقات نسبتا0 کمی در زمینه مقاوم سازی سازه های بتن مسلح با استفاده از ورق FRP در برابر بارگذاری ناشی از انفجار انجام شده است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از ورق FRP، در تقویت سازه های بتن مسلح بلند مرتبه تحت بارگذاری انفجار می باشد. این تحقیق به صورت مطالعات عددی با استفاده از تحلیل های نرمافزاری انجام خواهد گرفت. روش اجزاء محدود غیرخطی سه بعدی و نرم افزار اجزای محدود ABAQUS برای آنالیزها انتخاب میشود. برای مدل سازی بتن به وسیله نرم افزار ABAQUS از مدول پلاستیسیته آسیب دیده موجود در کتابخانه ی مواد از پیش تعریف شده ی این نرم افزار استفاده می گردد. قبل از مدلسازی برای بررسی رفتار آن باید از صحت و دقت روش مدل سازی و نتایج پیشبینی شده توسط روش اجزاء محدود اطمینان حاصل نمود. در این تحقیق به منظور صحت سنجی مدل اجزاء محدود از نمونه آزمایشگاهی ساخته شده توسط تای و کیم به عنوان نمونه مرجع اتصال استفاده شد. نتایج مدلسازی با نتایج نمونه آزمایشگاهی تطابق مناسبی داشت. در ادامه تعدادی مدل اجزای محدود، به صورت ستون بتن مسلح تقویت شده با استفاده از ورق FRP در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مدلسازی شد، سپس این مدلها تحت بارگذاری به صورت انفجار مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفتند و تاثیر استفاده از ورق FRP بر کاهش خرابی ناشی از انفجار در ستون بتن مسلح بررسی شد. با توجه به نتایج این تحقیق، استفاده از ورق FRP به ضخامت ./25 تا 1/75 میلی متر سبب کاهش تغییرشکل به میزان 13 تا 93 درصد و افزایش ظرفیت برشی ستون به میزان 14 تا 109 درصد نسبت به مدل بدون تقویت تحت بارگذاری انفجار خواهد شد. عملکرد ستون تقویت شده با ورق CFRP نسبت به ستون تقویت شده با ورق GFRP و ستون تقویت شده با ورق AFRP از لحاظ کاهش تغییرشکل و افزایش ظرفیت برشی تحت بارگذاری ناشی از انفجار مناسب تر میباشد.

کلیدواژه ها:

ستون بتن مسلح ، ورق FRP ، روش اجزاء محدود غیرخطی ، بارگذاری انفجار