طراحی و شبیه‌سازی دیوار تقویت شده با سپر بتنی انبار مواد منفجره در برابر بارگذاری انفجار

حملات تروریستی با آسیب رساندن به سازه ها و زیرساخت های یک کشور می‌تواند صدمات مالی و جانی زیادی را نیز به بار آورد؛ بنابراین توجه به موضوع پدافند غیرعامل در ساخت سازه ها و همچنین طراحی و کنترل این سازه ها باید مدنظر قرار گیرد. یکی از مهم‌ترین زیرساخت های کشور معادن هستند. در معادن، حساس ترین و آسیب پذیر ترین محل در حملات تروریستی انبارهای نگهداری مواد منفجره و چاشنی ها و فتیله‌های انفجاری هستند. در این پژوهش انبار نگهداری چاشنی های الکتریکی با ابعاد 6.5 در 3.5 متر ابتدا در etabs طراحی و سپس برای بررسی رفتار و میزان مقابله این دیوار در برابر بار انفجاری، از برنامه اجزای محدود abaqus استفاده شد. دیوار برشی u شکل، با طول و ارتفاع سه متری انتخاب گردید. دیوار برشی در چهار حالت: بدون سپر و همراه با سپر محافظ 8، 10 و 15 سانتی‌متری، برای مقابله با بارهای انفجاری بررسی شد. بارهای انفجاری در سه فاصله 10، 50 و 100 سانتی‌متری از مرکز سپر قرار داده شد. مشخص گردید که وجود سپر محافظ بتنی می تواند به شدت میزان جابجایی دیوار برشی را تا 97.4 درصد، میزان تنش دیوار برشی را تا 56.4 درصد و میزان تنش پای ستون را تا 36.7 درصد کاهش دهد و از دیوار در برابر بارهای انفجاری محافظت نماید. نتیجه بررسی نشان داد ترکیب دیوار برشی بتنی به همراه سپر محافظ، سازه مناسبی برای نگهداری مواد منفجره و چاشنی های انفجاری معادن خواهد بود.

Design and Simulation of Reinforcement Wall with Concrete Shield Against Blasting Loads in the Explosives Storage

SummaryTerrorist attacks could cause serious destruction and death by damaging to buildings and infrastructures. One of the most vulnerable mine structures are storages containing explosives, detonator caps and Detonation fuse. In this study a 6.5 x 2.5 storage of electrical caps is designed by ETABS firstly. Then its wall is modeled in finite element commercial software ABAQUS in order to investigate its behavior and resistance under blast loads. The Ushaped shear wall type with dimensions of 3x3 meter is chosen for this wall, and the wall is considered in 4 conditions: with 8, 10 and 15 cm protective shield and without protective shield. Blast loads are positioned in 10, 50 and 100cm distance of center of the shield. The results show that in the existence of the shear wall, displacements of the shear wall, shear stress of the wall and stress at the base of the column decreases up to 97.4%, 56.4% and 36.7% respectively. It’s concluded that reinforcement of shear walls with protective shields provides sturdy structures in order to store explosives and detonator caps in mines. IntroductionIf an explosion takes place outside of these detonator caps and detonation fuses, the of the blast wave effect could cause a blast at explosives inside the storage and lead to a great damage. Hence, it’s important to study these effects on this kind of structures. In this study, a 3.5x6.5 storage of electrical cap, whose walls are designed as Utype shear walls protected by concrete shield. In order to investigation behavior of the wall and the effectiveness of the shield against blast loads, a wall with dimensions of 3x3 is modeled in ABAQUS under 4 distinct conditions: with various 8, 10 and 15 cm shield and without shield. Methodology and ApproachesTo design the walls, the software ETABS is used, and finite element commercial software ABAQUS, which has great ability to solve explicit dynamic problems, is employed to simulate the behavior of walls and shields under blast loads. Results and ConclusionsBy protecting the wall against blast loads, Concrete shield was able to reduce the displacement of the wall, stress of the wall and stress at the base of the column up to 97.4%, 56.4 and 36.7 respectively. Besides, it keeps explosives and detonator caps inside the storage safe by degrading the energy of the outside blast wave.