بررسی اثر هم زمانی بارهای لرزه‌ای و انفجاری در قاب‌های بتن مسلح

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، آذربایجان شرقی

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، آذربایجان شرقی

3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، آذربایجان شرقی

doi
10.22034/ceej.2024.61249.2348
چکیده

زلزله و انفجار ازجمله نیروهای دینامیکی مهم می ­باشند که می‌توانند موجب ایجاد خرابی ­های شدید در سازه شوند. انفجار تأسیسات الکتریکی و مکانیکی موجود در ساختمان­ ها پس از وقوع زلزله و یا بالعکس، ایجاد زمین‌لرزه‌های القایی در پی انفجارهای مهیب زیرزمینی، اهمیت بررسی اثر هم ­زمانی بارهای لرزه­ای و انفجاری را نشان می­دهد. با این وجود، توجه به تفاوت ماهیتی بارهای انفجار و زلزله و مشکلات مربوط به آزمایش‌های عملی و یا حتی مدل­ سازی هم­ زمانی این دو حالت، موجب شده تحقیقات در این زمینه بسیار اندک باشد. در این پژوهش با استفاده از حلگر صریح نرم ­افزار اجزای محدود ABAQUS یک قاب بتن مسلح تحت سناریوهای مختلف هم ­زمانی بار زلزله و انفجار تحلیل گردید. این سناریوها شامل حالات مختلفی از انفجار قبل از و یا در حین زلزله، راستای اثر متعامد یا موازی زلزله و انفجار و انفجار در وجه روبه­ رو، جانبی و یا داخل قاب بود. مهم‌ترین یافته‌ها نشان داد که در هر سه حالت انفجار روبه ­روی قاب، انفجار جانبی و انفجار داخلی در شرایط بارگذاری زلزله و انفجار متعامد نسبت به بارگذاری هم‌راستا، آسیب بیشتری به سازه وارد گردید. تحت سناریوهای انفجار در مقابل سازه، جابه ­جایی طبقات بیشتر به بار انفجار وابسته بوده و بار زلزله نقش تعیین کننده­ای نداشته است. به طوری که حداکثر جابه ­جایی در قابل حدود 22 میلی­متر در هر دو حالت انفجار قبل از زلزله و انفجار و زلزله هم ­زمان یکسان بوده است. آسیب‌های ناشی از وقوع انفجار در وجه روبه ­رویی قاب عمدتاً متوجه ستون‌ها و پای ستون، آسیب‌های ناشی از انفجار جانبی متوجه تیرها و در نهایت، آسیب‌های ناشی از انفجار داخلی متوجه تیرها و ستون‌هایی بود که بر محل قرارگیری ماده منفجره محیط بودند. سناریوهایی که در آن­ ها انفجار در طی جنبش نیرومند زمین‌لرزه اتفاق می‌افتاد، نسبت به حالت انفجار قبل از زلزله، بحرانی ­تر بوده و آسیب بیشتری به سازه وارد می‌کرد. همچنین، در حالت انفجار داخلی، با وجود مقدار بسیار کمتر وزن خرج انفجاری (13 کیلوگرم) در قیاس با دو حالت انفجار روبه ­رویی و جانبی، آسیب ­های شدید و گسترده در دهانه میانی طبقه اول و همچنین سایر قسمت‌های سازه مشاهده می‌شود. در نتیجه، بحرانی‌ترین حالت بارگذاری مربوط به انفجار داخلی باشد.