بررسی رفتار دال‌های بتن آرمه تحت اثر انفجار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

چکیده: وقوع انفجار ناشی از عوامل متعددی نظیر حوادث پیش‌بینی نشده و حوادثی نظیر حمله‌های تروریستی که امروزه در جوامع مختلف اتفاق می‌افتد. بررسی رفتار سازه‌ها تحت اثر بارگذاری انفجاری را پر اهمیت می‌سازد. با توجه به کاربرد گسترده دالهای بتن مسلح، در این پژوهش به بررسی عددی رفتار دال‌های بتن مسلح تحت اثر انفجار پرداخته شده است. با توجه به مشکل بودن و پرهزینه بودن آزمایشات انفجار، تحلیل عددی می‌تواند در کاهش تعداد آزمایشات و تفسیر بهتر نتایج کمک کند. برای حل عددی مدل‌های دال بتنی از نرم‌افزار المان محدود ال‌اس-داینا (LS-DYNA) که توانایی مدل‌سازی انفجار را داراست و همچنین دارای محدوده وسیعی از مدل‌های مواد می‌باشد استفاده شده است. پارامترهای مورد بررسی ابعاد و شرایط تکیه گاهی، محل انفجار و میزان ماده منفجره و چگونگی آرماتور گذاری بوده است.نتایج بدست آمده نشان داد مدل‌های مورد بررسی تحت انفجار نزدیک کاملا گسیخته شده‌اند، با افزایش ضخامت، خیزی که توسط نمونه‌ها تجربه شده است به شدت کاهش یافته و با وجود درصد آرماتور یکسان هرچه قطر آرماتورها کمتر و فاصله قرارگیری آن‌ها نیز کمتر باشد دال‌ها خیز کمتری را تجربه خواهند کرد و در صورتیکه درصد آرماتور به کار رفته در نمونه‌های شبیه سازی شده افزایش یابد خیز حداکثری که نمونه‌های شبیه‌سازی شده در شرایط یکسان تجربه کرده‌اند مقدار ناچیزی کاهش می‌یابد. همچنین تغییر شرایط تکیه‌گاهی از گیردار به ساده تاثیر بسزایی در گستردگی ایجاد ترک و تغییر سطح خرابی دال‌ها‌ دارد. البته افزایش طول دهانه تاثیر چندانی در افزایش سطح خرابی دال‌ها نداشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Behavior of Reinforced Concrete Slabs against the Blast Wave

نویسندگان [English]

  • H. Seifollahi
  • R. Morshed
Civil Engineering Department, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Most existing structures are vulnerable to the blast wave loads and therefore their resistance to such loads should be evaluated. In this study, the behavior of RC slabs under blast loading was investigated numerically. Numerical analysis can reduce the number of required expensive experimental blast tests. The variable parameters for study include: thickness, reinforcement ratio and spacing, support conditions, dimensions of slabs and location and amount of explosives. Numerical modeling was performed by the use of LS-DYNA software. It is capable of modeling the explosion and also has a wide range of material models.
The results showed that the slabs were completely destructed under near explosion mainly because of punching shear. Under medium distance explosion, no complete destruction was observed. The deflection and the extent of cracking depended on the thickness and reinforcement ratio and somewhat on reinforcement spacing. The slab thickness and support condition had also a significant impact on the behavior of slabs. Interestingly, the cracking level of RC slabs did not change significantly by increasing span length.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RC Slabs
  • Numerical modeling
  • Blast Wave
  • Cracking
  • LS-DYNA

مراجع

[1] T. Ngo, P. Mendis, A. Gupta, and J. Ramsay, "Blast Loading and Blast Effects on Structures –An Overview," EJSE Special Issue: Loading on Structures, 2007.
[2] H. L. Brode, "Numerical Solution of Spherical Blast Waves," Applied Physics, 1955
[3] A. G. Razaqpur, A. Tolba, and E. Contestabile, "Blast Loading Response of Reinforced Concrete Panels Reinforced with Externally Bonded GFRP Laminates," Composites: Part B, vol. 38, pp. 535-546, 2007.
[4] Y. S. Tai, T. L. Chu, H. T. Hu, and J. Y. Wu, "Dynamic Response of a Reinforced Concrete Slab subjected to Air Blast Load," Theoretical and Applied Fracture Mechanics, vol. 56, pp. 140-147, 2011.
[5] S. Yao, D. Zhang, X. Chen, F. Lu, and W. Wang, "Experimental and numerical study on the dynamic response of RC slabs under blast loading," Engineering Failure Analysis, vol. 66, pp. 120-129, 2016.
[6] LS-DYNA, LS-DYNA KEYWORD USER'S MANUAL Material Models, vol. III,. 2012.
[7] R. Augustsson and M. Harenstam, "Design of Reinforced Concrete Slab with Regard to Explosion," Master's Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 2010.
[8] W. Chen, Hao, H., Chen, S., , "Numerical Analysis of Prestressed Reinforced Concrete Beam subjected to Blast Loading," Materials and Design, vol. 65, pp. 662-674, 2015.
[9] "LS-DYNA KEYWORD USER'S MANUAL Material Models," vol. II, 2012.
[10] K. Xu and Y. Lu, "Numerical Simulation Study of Spallation in Reinforced Concrete Plates subjected to Blast Loading," Computers & Structures, vol. 84, pp. 431-438, 2006.
[11] "LS-DYNA KEYWORD USER'S MANUAL," vol. I, 2012.
[12] X. Lin, Y. X. Zhang, and P. J. Hazell, "Modelling the Response of Reinforced Concrete Panels under Blast Loading," Materials and Design, vol. 56, pp. 620-628, 2014.
[13] S. Yao, D. Zhang, X. Chen, F. Lu, and W. Wang, "Experimental and numerical study on the dynamic response of RC slabs under blast loading," Engineering Failure Analysis, vol. 66, pp. 120-129, 2016.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 4
اسفند 1396
صفحه 687-696

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار