مقایسه رفتار قاب‌های فولادی تحت اثر انفجار

بررسی عملکرد سازه‌ها به‌خصوص سازه‌های فولادی در برابر بار انفجار از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از پیش‌بینی های مهم برای مواجهه با نیروهای جانبی مخرب در سازه‌ها، کاربرد سیستم های باربر سازه‌ای فولادی است. در این پژوهش، تعداد 7 نمونه از سیستم‌های باربرجانبی فولادی در سازۀ فولادی 5 طبقه ایجاد شدند که با درنظرگرفتن ضوابط و استاندارد‌ 2800 با نرم‌افزار abaqus و sap2000، تحت بار انفجار مورد تحلیل عددی قرار گرفتند. انفجار از نوع هوایی در نظر گرفته شد و مقدار مادۀ منفجره به میزان  200 کیلوگرم بر حسب t.n.t و در فاصلۀ 2 متری از محور چشمۀ اتصال تیر و ستون سیستم قاب با اتصال صلب و در ارتفاع 2/8 متری از سطح زمین ایجاد شد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل‌ها ستون مجاور با مبدا انفجار، دچار اعوجاج شدید گشته و در ناحیۀ چشمۀ اتصال آن‌ها خرابی پلاستیک به‌وجود آمد. همچنین تنش‌ها در جان تیر و ورق‌های اتصال در پای ستون به مقدار بیشینه رسید. این رخداد، در مدل‌های قاب خمشی کم‌تر دیده شد و در مدل‌های قاب خمشی متوسط و قاب خمشی ویژه، سیستم عملکرد بهتری داشت و در مدل‌های مختلف دیوار برشی، آسیب‌های پلاستیک در پای ستون مجاور به مبدا انفجار، مشاهده نشد و میزان جذب انرژی نسبت به وزن سازه به‌دست آمد. در نتیجه، قاب خمشی ویژه بیش‌ترین میزان جذب انرژی را داشت و کم‌ترین آن نیز مربوط به قاب خمشی هم‌محور بود.

comparison of the behavior of steel frames under blast effects

the performance evaluation of structures, particularly steel structures against blast loads, is of great importance. one important prediction for dealing with destructive lateral forces in structures is the application of structural steel framing systems. in this study, seven samples of lateral load-resisting systems were developed in a five-story steel structure, considering the provisions of standard 2800. using abaqus and sap2000 software, numerical analysis was performed on these systems under blast loads. an aerial explosion was considered, with an explosive material quantity of 200 kg in terms of t.n.t, located at a distance of 2 meters from the centerline of the beam-column connection, in a height of 2.8 meters from the ground level. the results showed that in all models, the adjacent column to the explosion source experienced severe deformation, and plastic damage occurred in the connection region. additionally, the stresses in the beam web and connection plates at the base of the column reached their maximum values. this occurrence was less observed in moment frame models, while special moment frames and intermediate moment frames demonstrated better performance. in various shear wall models, no plastic damage was observed at the base of the adjacent column to the explosion source, and the energy absorption per unit weight of the structure was obtained. consequently, the special moment frame had the highest energy absorption capacity, and the lowest was associated with the concentric moment frame.