تحلیل بار افزون قاب های فولادی تحت اثر بار انفجار

بررسی نیروهای ناشی از انفجار به منظور تحلیل و طراحی سازه های امن، از مهم ترین مقوله هایی است که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. سازه های معمولی در برابر اکثر انفجارها به شدت آسیب پذیر هستند. بنابراین لازم است که برای طراحی سازه ها در برابر بار ناشی از انفجار که زیرمجموعه ای از پدافند غیرعامل به حساب می آید، بارگذاری دیگری نیز بر روی سازه اعمال شود. اما از آنجایی که بارگذاری انفجاری ماهیتی دینامیکی دارد و تحلیل دینامیکی غیرخطی همواره دارای پیچیدگی هایی می باشد، اعمال این نوع بارگذاری در طراحی سازه مشکل و وقت گیر بوده و کاربرد آن به کارهای تحقیقاتی محدود می شود. در سال های اخیر تحلیل بارافزون به عنوان یک ابزار قوی برای تحلیل غیرخطی سازه ها به خاطر سادگی و سهولت آن نسبت به روش دینامیکی مورد پذیرش قرار گرفته است. بنابراین ارائه روشی جهت تخمین رفتار سازه در برابر بارگذاری انفجار با استفاده از روش بارافزون می تواند در مقاصد عملی نظیر طراحی سازه در برابر انفجار، بسیار سودمند و موثر واقع شود. هدف اصلی این تحقیق، توسعه روشی ساده جهت تحلیل و طراحی قاب های فولادی تحت اثر بارگذاری انفجار با استفاده از روش بارافزون می باشد. در این تحقیق، ابتدا ماهیت امواج انفجار و شکل عمومی آنها معرفی شده و روابطی جهت معادل سازی مقدار مواد منفجره ارائه شده است. در ادامه به شبیه سازی رفتار غیرخطی قاب های فولادی با استفاده از روش بارافزون پرداخته شده است. برای این منظور قاب های متعددی با تعداد طبقات و دهانه های مختلف تحت اثر بارگذاری انفجار با شدت ایمپالس های متفاوت مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نتایج استاتیکی غیرخطی، معادلاتی استخراج می شود که می تواند جابه جایی نسبی دینامیکی سازه را در اثر انفجار حاصل کند. بر اساس معادلات بدست آمده، یک روش جدید برای طراحی سازه در مقابل انفجار پیشنهاد می شود. به منظور نشان دادن میزان دقت روش پیشنهادی، نتایج حاصله با نتایج روش دینامیکی غیرخطی مقایسه می گردند. نتایج حاصله نشان می دهد که روش پیشنهادی تحقیق می تواند پاسخ غیرخطی سازه تحت بارگذاری انفجار را بدون انجام محاسبات پیچیده و تحلیل دینامیکی با دقت مطلوبی تخمین زند.