تخمین پاسخ ستون های بتن مسلح تحت بارگذاری انفجار به روش تک درجه آزادی معادل و مقایسه ی آن با روش اجزای محدود

Abstract

در تحلیل و طراحی بسیاری از سازه­های بتن مسلح در برابر انفجار از تحلیل تک­درجه آزادی (SDOF) استفاده می­شود. عموماً، در این روش تحلیل، پاسخ خمشی اعضا در نظر گرفته می­شود اما در اعضایی که دارای بار محوری باشند لنگرهای ثانویه (P-δ) نیز اهمیت پیدا می­کند. در زمان وقوع انفجار در داخل و یا نزدیکی ساختمان­های بتن مسلح ستون­های آن در معرض فشار جانبی ناشی از موج انفجار قرار می­گیرد. در این ستون­ها، که گاهاً بارهای محوری قابل توجهی را تحمل می­کنند، نادیده گرفتن لنگرهای P-δ تحت بارگذاری جانبی انفجار می­تواند ریسک بالایی به همراه داشته باشد. در این مقاله به توصیف روشی ساده برای درنظرگرفتن پاسخ P-δ و هم­چنین اثرات نرخ کرنش (که در بارگذاری­های دینامیکی شدید بسیار اهمیت پیدا می­کند) در تحلیل SDOF ستون­های بتن مسلح تحت اثر همزمان بار محوری فشاری و بار جانبی ناشی از انفجار پرداخته شده است. پاسخ­های حاصل از روش SDOF با تحلیل اجزای محدود با استفاده از نرم­افزار LS-DYNA مقایسه می­شود. در اینجا، در طی مراحل حل معادلات حرکت سیستم SDOF لنگرهای ثانویه به روش بار جانبی معادل و اثرات نرخ کرنش به صورت ضرایب افزایش دینامیکی وارد محاسبات شده است. مطابق با نتایج حاصل روش معرفی شده مطابقت خوبی با نتایج به دست آمده از نرم­افزار اجزای محدود دارد. به طورکلی، نتایج حاصل از روش SDOF معرفی شده محافظه کارانه است و برای اهداف طراحی و ارزیابی اولیه ستون­های بتن مسلح تحت انفجار روش مناسبی است.