تحلیل عددی و بررسی رفتار دال های بتنی مسلح به ورق های فولادی حفره دار تحت اثر بارهای انفجاری

امروزه به دلیل افزایش حملات نظامی به ساختمان ها و با توجه به پیشرفت تکنولوژی جنگ افزارها، اهمیت طراحی سازه‌ها به ویژه سازه‌های مهم در مقابل بارهای ناشی از انفجار به شکل روز افزونی مشاهده می‌شود. بدین منظور همواره پژوهش‌هایی جهت تحلیل سازه‌ها در برابر انفجار و دستیابی به روش‌هایی جهت کاهش خسارت‌های ناشی از انفجار در سازه‌ها در حال انجام است. در این پژوهش نیز روشی جدید جهت تسلیح دال‌های بتنی به منظور بهبود عملکرد دال‌ها تحت بارگذاری انفجار مطرح شده است. در این روش به جای استفاده از میلگردهای فولادی از ورق‌های فولادی حفره‌دار جهت تسلیح دال‌های بتنی استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد این سیستم تسلیح دال‌های بتنی تحت بارگذاری انفجار، مدل‌هایی از دال‌های بتنی مسلح به ورق‌های حفره‌دار و مسلح به میلگردها‌ با درصد حجمی فولاد مساوی تحت دو سناریوی انفجار در نرم افزار آباکوس شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که دال‌های بتنی مسلح به ورق‌های حفره‌دار سبب کاهش جابجایی مرکز دال در بارگذاری‌های ناشی از انفجار در هوا می‌گردد؛ اما آسیب در وجه پشتی این نوع دال‌ها تحت بارگذاری انفجار به صورت پانچ موضعی در مرکز دال بوده است و نسبت به دال‌های مسلح به میلگرد بیشتر در معرض پوسته پوسته شدن پوشش پشتی دال قرار دارند. در این راستا، در این پژوهش سعی شده است با بکارگیری ورق‌های حفره-دار موجدار و یا استفاده از شیار‌های فولادی حفره‌دار به عنوان سخت کننده، اندرکنش بیشتری میان بتن و سیستم تسلیح دال ایجاد شود؛ نتایج این موارد نیز نشان داد که استفاده از ورق حفره‌دار به همراه تعدادی شیار‌ حفره‌دار سبب کاهش قابل قبول در جابجایی مرکز دال شده و آسیب در دال نیز به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد.

numerical analysis and investigation of the behavior of concrete slabs reinforced with perforated steel plates under the effect of explosive loads

nowadays, the significance of structural design is increasingly considered especially in the structure of important buildings against blast loads due to the growing number of military attacks on structures and advancements in armament technologies. in this order, some research has been always conducted to analyze structures confronting blast loads and achieve methods for reducing the related damages. in the present research, a novel method is also presented for the reinforcement of concrete slabs and consequently, the improvement of slabs’ performance under blast loads. instead of using steel rebars, perforated steel plates are utilized for reinforcing the concrete slabs in this method. in order to investigate this system of reinforcing the concrete slabs under blast loads, models of concrete slabs reinforced by perforated plates and by rebars with an equal volumetric percentage of steel were simulated and evaluated in the abaqus software under two blasting scenarios. the findings illustrated that the center of slabs has had less displacement in concrete slabs reinforced with perforated plates under blast loading caused in the air. however, some damages have been seen on the backside of those slabs as local punches in the center of the slab under the blast loading. these slabs are more prone to concrete scaling compared to the slabs reinforced by rebar. in this regard, there was an attempt to use corrugated perforated plates or utilize perforated steel ribs as stiffeners so that the interaction between concrete and the reinforcing system of the slab increases. the results also demonstrated that utilizing perforated plates with some perforated ribs can passably reduce the displacement of the slab’s center and also the damage in the slab tremendously improves.