بررسی گسیختگی پیشرونده ناشی از بارگذاری انفجاری درقاب های خمشی فولادی

یکی از مهم ترین اهداف مورد نظر مهندسین در هنگام طراحی سازه ها پیش بینی رخدادهایی است که می تواند سازه را در حین ساخت و بهره برداری تحت تاثیر قرار داده و اثر قابل توجهی بر مقاومت و کارایی سازه داشته باشد. گسیختگی پیشرونده نیز از جمله رخداد هایی می باشد که دلیل اصلی وقوع آن عدم پیش بینی رخداد در زمان طرح سازه بوده و متاسفانه منجر به ایجاد صدمات و آسیب های ناگواری می شود. این گسیختگی هنگامی رخ می دهد که یک شکست موضعی اولیه گسترش پیدا کرده و کل سازه را تحت تاثیر قرارداده به گونه ای که در نهایت منجر به گسیختگی کل سازه شود. یکی از روش های ارزیابی پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده، روش apm است که از طریق سناریوی حذف ستون و به طور مستقیم با برداشتن یک یا تعداد بیشتری از ستون ها صورت می پذیرد. ولی با این حال در این روش، آسیبی که می تواند از طریق انفجار به اعضای مجاور ستون حذف شده وارد شود نادیده گرفته شده و همین موضوع می تواند به یک پیش بینی نادرست از گسیختگی پیشرونده منجر شود. به همین منظور در این مطالعه و در ابتدا با استفاده از نرم افزار sap2000 v14 دو ساختمان فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط 4 و 7 طبقه، بر اساس مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان ایران مدلسازی، تحلیل و طراحی شدند و در گام بعدی به منظور بررسی و تحلیل آن مدل ها در برابر پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده ناشی از بارگذاری انفجاری، از نرم افزار المان محدود abaqus/cae 6.11 استفاده گردید و مدل های المان محدود سه بعدی آنها ایجاد شد. برای شبیه سازی و اعمال بارهای انفجاری و بررسی اثر مستقیم آنها بر روی سازه یک ماده منفجره به وزن یک تن tnt معادل، در مجاورت کنج سازه و به فاصله 4 متری از آن قرار گرفت و فشار های ناشی از آن در قالب چهار حالت بارگذاری به اعضای مجاور محل انفجار، اعمال و پاسخ سازه مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که برای محاسبه فشار ناشی از بار انفجار از نرم افزار atblast استفاده گردید و حل معادله مربوط به تاریخچه بارگذاری موج انفجار نیز توسط نرم افزارmaple 17 انجام شد. در نهایت نیز نیروهای جدید ایجاد شده در اعضای سازه ای مجاور محل وقوع انفجار در هر یک از حالات با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصل حاکی از آن است، هنگامی که در ارزیابی پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده، عامل شروع گسیختگی بارگذاری انفجاری در نظر گرفته شود، پاسخ سازه در مقایسه با روش های متداولی که به ارزیابی وقوع گسیختگی پیشرونده می پردازند و در آنها عامل اولیه ایجاد گسیختگی پیشرونده نادیده گرفته می شود، متفاوت خواهد بود.