تأثیر آرایش‌های مختلف میلگردهای عرضی بر رفتار ستون‌های بتنی در بارگذاری ناگهانی

Abstract

با توجه به اینکه سازه‌های معمول فقط در برابر بارهای ثقلی و لرزه‌ای طراحی می‌شوند، نیاز است عملکرد این سازه‌ها در برابر بارگذاری‌های سریع نیز موردبررسی قرار گیرد تا در صورت لزوم در برابر این آسیب مقاوم و محافظت شوند. در این مقاله اثر آرایش میلگردهای عرضی و فواصل آن‌ها بر عملکرد المان‌های تیر- ستون در برابر بار انفجاری مطالعه شده است. بدین منظور 13 مدل مختلف با آرایش میلگردهای عرضی متفاوت تحت انفجار نزدیک با 25 کیلوگرم TNT قرار گرفت. مدل‌سازی به روش اجزا محدود در نرم‌افزار اتوداین (Autodyn) انجام شد و پارامترهای مدل‌سازی انفجار، مدل‌های رفتاری المان بتنی و میلگردها، ابعاد مش بندی هوا و المان بتنی از مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایش میدانی انفجار در مطالعات پیشین تعیین و صحت سنجی شدند. در این پژوهش پنج تیپ آرایش میلگرد عرضی متناسب با فواصل خاموت‌ها و 3 نوع شکل خاموت گذاری مدل‌سازی شدند. برای آرایش خاموت‌ها، خاموت مربعی، خاموت مربعی همراه با سنجاق و خاموت مربعی همراه خاموت لوزی شکل استفاده شد. میزان تغییر شکل و نحوه خرابی المان‌ها به‌عنوان معیار عملکرد حالت‌های مختلف باهم دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد به ازای مقدار آرماتور ثابت، المان تیر –ستون با خاموت مربعی همراه با سنجاق، تغییر شکل کمتر و عملکرد بهتری نسبت به سایر آرایش‌های خاموت عرضی دارد، به‌طوری که میزان حداکثر تغییر شکل در مدل A-1 (خاموت مربعی) 65 میلی‌متر و در مدل D-2 (خاموت مربعی همراه با سنجاق)، 26 میلی‌متر به‌دست‌آمده است که کاهش 60 درصدی را نشان می‌دهد و همچنین خرابی در طول المان برای مدل D-2 مشاهده نمی‌شود.