محاسبه طیف پاسخ غیرخطی تیر ستون های فولادی در برابر بار انفجار

به طورکلی تخریب سازه تحت بار انفجار طی دو مرحله اتفاق خواهد افتاد: درمرحله اول اعضایی که در معرض بار مستقیم انفجار و در نزدیک ترین فاصله نسبت به منبع انفجار قراردارند، دچارتخریب شده و در مرحله بعد در اثر تخریب اعضای کلیدی (مانندستون) تخریب پیش رونده اتفاق خواهد افتاد. در این تحقیق هدف بررسی تخریب موضعی اعضای سازه ای و رفتار غیرخطی مصالح تحت بارهای دینامیکی انفجار بوده است. برای بررسی پاسخ سازه می بایست از تحلیل دینامیکی غیرخطی استفاده نمود. یکی از روش های متداول جهت طراحی سازه در برابر انفجار استفاده از طیف پاسخ می باشد. در این روش، پاسخ غیر خطی سازه از روشی تقریبی اما سریع و قابل اطمینان براساس سیستم یک درجه آزادی معادل محاسبه می شود. تعیین ضرائب بار و جرم و اعمال آن در خصوصیات سازه واقعی و حصول مقادیر معادل، جهت تحلیل سیستم معادل و محاسبه پاسخ ها و در نهایت تهیه طیف پاسخ، ضروری می باشد. دراین پایان نامه هدف ترسیم طیف پاسخ جابجایی غیرخطی با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی، جهت تیرستون ها با شرایط تکیه گاهی مختلف و تحت بار سهمی وار انفجار، می باشد. در این راستا به تعیین ضرائب بار و جرم، سختی سیستم و مقاومت نهایی اعضای تیر، ستون(عضوی از یک قاب مهاربندی شده کامل) با تکیه گاه نیمه گیردار پرداخته شده است و در نهایت پاسخ جابجایی عضو محاسبه شده است. در این پایان نامه با توجه به زمان بر بودن مدل سازی و تحلیل ها در نرم افزارهای المان محدود، جهت محاسبه و برآورد موارد فوق و پاسخ دینامیکی غیرخطی سیستم یک درجه آزادی معادل، از برنامه نویسی در نرم افزار matlab استفاده شده است. در این برنامه، تحلیل ها در زمان بسیار کوتاهی انجام می شوند و همین امر باعث سرعت در طراحی سازه می شود. جهت صحت سنجی پاسخ های حاصل از برنامه نویسی، عضومورد نظر تحت بار دینامیکی انفجار، در نرم افزار abaqus نیز مدل و آنالیز شده است. پس از مقایسه پاسخ تیر و تیرستون تحت بار انفجار، به این نتیجه رسیدیم که اثر نیروی محوری در پاسخ ها، در اعضایی با تغییر شکل های پلاستیک، به مراتب بیشتر از اعضایی با تغییر شکل الاستیک می باشد. علاوه بر آن با بررسی شرایط تکیه گاهی مختلف مشاهده شد که اهمیت بررسی شرایط تکیه گاهی متفاوت، جهت اعضایی با تغییرشکل پلاستیک بیشتر از اعضایی است که تغییرشکل الاستیک دارند. بنابراین جهت طراحی سازه در برابر انفجار، طیف پاسخ هایی با درنظرگرفتن شرایط فوق، مورد نیاز است. برای این هدف چندین طیف پاسخ جابجایی برای اعضا با شرایط تکیه گاهی مختلف( مفصلی، گیردار، نیمه گیردار) با در نظر گرفتن نیروی محوری معادل با 25% ،50% ظرفیت محوری عضو، ترسیم شده است، همچنین طیف های فوق جهت تیر (اعضای فاقد نیروی محوری) نیز رسم شده اند.