بررسی مدل‌های ساده جهت شبیه‌سازی رفتار ساختمان تحت بارگذاری انفجار با استفاده از برنامه sap2000

پدافند کالبدی در برابر تهدیدات ناشی از انفجارهای عمدی یا سهوی یک از اصول مهم پدافندغیرعامل محسوب می‌شود که متاسفانه در میان مهندسین طراح ساختمان در کشور مغفول مانده است. علت اصلی عدم اقبال اکثر مهندسین محاسب به مدلسازی و تحلیل سازه‌های ساختمانی تحت بارهای انفجار پیچیدگی کار با نرم‌افزارهای تخصصی است. هیدروکدها و بسته‌های نرم‌افزاری که قابلیت‌های ویژه در مدلسازی پدیده‌ی انفجار و ضربه و تحلیل سازه‌ها تحت شرایط دینامیکی شدید را دارند اغلب نیازمند مهارت و دانش آکادمیک گسترده هستند. برنامه sap2000 که جهت تحلیل و طراحی سازه‌های ساختمانی تحت انواع شرایط بارگذاری کاربرد دارد، می‌تواند یک جایگزین مناسب برای چنین نرم‌افزارهای پیچیده و تخصصی باشد. در این مقاله به بررسی رفتار سازه‌های فولادی چند طبقه تحت بارگذاری انفجار و شناسایی پارامترهای کلیدی موثر بر آن پرداخته شده است. شبیه‌سازی‌های عددی قاب ساختمانی تحت شرایط مختلف بارگذاری انفجار با استفاده از ابزارها و امکانات محاسباتی در نرم‌افزار sap2000 انجام شده است. مطالعات پارامتریک با مقادیر مختلف وزن خرج انفجار، فاصله رویارویی، و تعداد طبقات مختلف در قاب و با بررسی پاسخ‌های تغییرمکان، شتاب و سرعت المان‌ها، و یکپارچگی کلی به انجام رسیده است. طبق مهم‌ترین نتایج، برنامه sap2000 دقت قابل قبولی در مدلسازی اثرات موج انفجار در سازه دارد. همانطور که انتظار می‌رفت، تحت وزن خرج بیشتر و فواصل کوتاه‌تر پاسخ تغییرشکل و آسیب سازه‌ای بیشتر بود. به طور مثال در سازه فولادی 5 طبقه، در فواصل رویارویی 10 متر و کمتر نسبت به وجه سازه جابجایی 146 میلیمتر تحت وزن خرج 100 کیلوگرم ثبت شده و تا 499 میلیمتر تحت خرج 500 کیلوگرم افزایش یافت. این مقادیر در سازه 7 طبقه، به ترتیب برابر با 201 و 900 میلیمتر تحت 100 و 500 کیلوگرم وزن خرج بود. با افزایش فاصله رویارویی نیز پاسخ‌های سازه‌ای به شدت کاهش داشت که نشان دهنده‌ی حساسیت رفتار سازه به فاصله از مرکز انفجار است.