بررسی تاثیرات بارگذاری انفجار بر رفتار لرزه ای ستون های بتن مسلح

افزایش تعداد حملات تروریستی در چند دهه گذشته منجر به گسترش نگرانی در مورد عملکرد سازه های طراحی شده به روش مرسوم تحت بارگذاری انفجار گردیده است. نگرانی ها برخواسته از پاسخ سازه و تلفات جانی در مناطق تحت حمله می باشد. در شرایطی که بیشتر خسارت این حملات به المان های غیرسازه ای نظیر سیستم های آبرسانی و پنجره های شیشه ای بوده، خرابی سازه در اثر تخریب المان های باربر می تواند منجر به شکست کلی سازه گردد. از این رو، بررسی عملکرد اعضای باربر در انفجار و بویژه، بررسی مقاومت کمی سازه های طراحی شده برای بارهای باد و زلزله، بسیار حیاتی می باشد. در این مقاله تاثیر جزییات لرزه ای ستون های بتن مسلح بر مقاومت انفجاری آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. ستون های بتن مسلح بر اساس آیین نامه CSA A23.3-04 طراحی شده اند. این ستون های با استفاده از برنامه اجزای محدود آباکوس تحت مطالعه عددی قرار گرفته است. مطالعه عددی برای بررسی تاثیرات طراحی ستون ها برای سطوح مختلف لرزه خیزی آیین نامه ساختمانی کانادا تحت بار انفجاری می باشد. نتایج مطالعه عددی نشان می دهد که جزییات آرماتورگذاری جانبی تاثیر بالایی بر رفتار ستون ها تحت انفجار دارد. وقتی ستون های بتن مسلح برای سطوح بالای لرزه خیزی با کاهش فاصله خاموت ها در ناحیه مفصل پلاستیک طراحی می شوند، حداکثر تغییرمکان جانبی مشاهده شده در مقایسه با ستون های مرسوم، کاهش چشمگیری نشان می دهد. همچنین، کاهش فاصله خاموت ها در میانه ستون و در جاییکه احتمال تشکیل مفصل پلاستیک در بارگذاری انفجار وجود دارد، سبب کاهش تغییرمکان جانبی می گردد. فواصل نزدیک خاموت ها در ستون های ویژه سبب افزایش مقاومت در برابر انفجار بویژه در فواصل انفجاری نزدیک می گردد. تاثیر بار محوری نیز مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش بار محوری، مقاومت انفجاری ستون های بتنی افزایش می یابد. اگرچه، در نسبت های بالای بار محوری، خرد شدگی بتن در ناحیه فشاری در اثر تغییر مکان های جانبی و ناپایداری، رخ خواهد داد. در فواصل دورتر، افزایش بار محوری منتج به کاهش تغییرمکان جانبی می شود. در این حالت ستون های ویژه نسبت به ستون های مرسوم هیچگونه برتری نخواهند داشت.

کلیدواژه ها:

انفجار ، حملات تروریستی ، جزییات لرزه ای ، ستون بتن مسلح