بررسی رفتار قاب بتن مسلح با استفاده از تحلیل غیرخطی به روش آسیب‌دیده پلاستیک در برابر بارهای ناشی از انفجار

با توجه به اهمیت ویژه سازه‌های بتن مسلح در صنعت ساختمان و گستردگی استفاده از سیستم باربری جانبی قاب خمشی، در این تحقیق هدف اصلی بررسی آسیب وارده بر قاب‌های خمشی بتن مسلح تحت بار انفجار است. برای مدل‌سازی بتن مسلح و به‌منظور در نظر گرفتن رفتار غیرخطی آن، از روش اصلاح‌شده بتن آسیب‌دیده پلاستیک با جدیدترین و کارآمدترین روش برای محاسبه پارامترهای آسیب کششی و فشاری المان‌های بتن استفاده شده است. شناسایی ماهیت بارهای انفجاری و نحوه اعمال آن به سازه یکی دیگر از مسائل مهمی است که باید موردمطالعه قرار گیرد، در تحقیق حاضر پس از ارائه و تشریح مدل‌ها و معادلات گذشته برای محاسبه بار انفجار، به تشریح مدل کانوپ برگرفته از محاسبه اثرات تسلیحاتی و معادلات و منحنی‌های آیین‌نامه tm5-855-1 پرداخته‌شده است. ضمن انجام صحت سنجی نتایج مدل کانوپ، با نتایج آزمایشگاهی و نتیجه مطلوب حاصل‌شده، به بررسی رفتار قاب سه‌طبقه بتن مسلح خمشی به‌صورت سه‌بعدی در نرم‌افزار المان محدود abaqus پرداخته‌شده است. بررسی نتایج عددی حاصل از انفجار 50 کیلوگرم tnt در فاصله 5 متری از قاب مزبور نشان می دهد، بیشترین جابجایی نسبی ایجاد شده، مربوط به طبقه اول و دوم (نزدیک به منبع انفجار) 28 میلیمتر می باشد، در کمتر از 0.04 ثانیه برش پایه ای به بزرگی 450 کیلونیوتن تجربه می کند و همچنین میزان آسیب در المان های کششی حدود 97درصد و این میزان آسیب در المان های فشاری در حدود 28 درصد می باشد. تطابق و نزدیکی نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی به نتایج آزمایشگاهی و با عنایت به هزینه‌بر و مشکل بودن آزمایش‌های انفجار، تحلیل عددی می‌تواند به کاهش تعداد آزمایش‌های و تفسیر بهتر نتایج کمک شایانی کند.

investigation of the reinforced concrete structures behavior using nonlinear analysis of damage plasticity method against loads caused by explosion

considering the special status o f reinforced concrete structures in the construction industry and die extensive usage o f die lateral load bearing system offlexural frames, this research aims to investigate the damage to flexuralframes o f reinforced concrete subjected to an explosion. for modeling reinforced concrete and in order to consider its nonlinear behavior, the modifiedplastic damaged concrete method with die latest and most efficient methodfor calculating die tensile and compressive damage parameters ofconcrete elements has been used.identifying die nature o f explosion loads and how they are applied to die structure is another important issue that requires to be studied, in the present study, following presenting and explaining the previous models and equations fo r calculating the explosion load, die conwep model derivedfrom the calculation ofweapons effects and the equations and curves o f regulation tm5-855-1 has been described. while validating die results ofthe conwep model, with the laboratory results and die desired result, die three-floorflexural behavior o f flexural rebfforced concrete frames has been investigated in three dimensions in abaqusfinite element software. examination o f die numerical results ofdie explosion o f50 kg o f tntat a distance o f5 mfrom dieframe shows that die highest relative displacement is related to die third floor and is 25 mm, in less than 0.04 seconds, die base shear experiences a magnitude o f450 kn and also die damage rate in tensile elements is about 97% and this damage rate in compression elements is about 28%. considering the conformity o f the numerical modeling to laboratory results, and die cost and difficulty o f explosion experiments, numerical analysis am help reduce die number o f experiments and better interpretation o f die results.