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

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، بناب، آذربایجان شرقی

10.22034/ceej.2024.61249.2348

چکیده

زلزله و انفجار ازجمله نیروهای دینامیکی مهم می‌باشند که می‌توانند موجب ایجادخرابی‌های شدید در سازه شوند. انفجارتاسیسات الکتریکی و مکانیکی موجود در ساختمان‌ها پس از وقوع زلزله و یا بالعکس، ایجاد زمین‌لرزه‌های‌ القایی در پی انفجارهای ‌مهیب زیرزمینی، اهمیت بررسی اثر همزمانی 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 مدل‌سازی همزمان این دو حالت، موجب شده تحقیقات در این زمینه بسیار اندک باشد. در این پژوهش با استفاده از حلگر صریح نرم‌افزار‌ اجزای محدود ABAQUS یک قاب بتن مسلح تحت سناریوهای مختلف هم‌زمانی 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 روبرو، جانبی و یا داخل قاب بود. مهم‌ترین یافته‌ها نشان داد که در هر سه حالت انفجار روبروی قاب، انفجار جانبی، و انفجار داخلی در شرایط بارگذاری زلزله و انفجار متعامد نسبت به بارگذاری هم‌راستا، آسیب بیشتری به سازه وارد گردید. آسیب‌های ناشی از وقوع انفجار در وجه روبرویی قاب عمدتا 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 آنها 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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Simultaneous Effects of Seismic and Explosive Loading in RC Frames

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Ostadi-Asl
  • Somayeh Mollaei
  • Ali Shah Mohammadi
Department of Civil Engineering, University of Bonab, Bona, East Azerbaijan, Iran
چکیده [English]

Earthquakes and explosions are the most destructive dynamic loads that can cause

severe damages to the structures.Due to the difference in the nature of blast and earthquake loads, there

has been very little research in this area, which doubles the importance of the issue. In this research, a two-dimensional three-spanned RC frame with three floors was modeled and analyzed using ABAQUS/Explicit finite element software. Twelve different scenarios of concurrent earthquake and explosion

loads are considered and the most critical simultaneous state is identified here.

The most important findings show that in all three modes of explosion location

including in front of the frame, lateral explosion and internal explosion, in the case

where the seismic load and the explosion are orthogonal to each other, more

damage is observed in the structure in compare to the case of aligned loading.

Damage caused by explosion in frontal explosion mainly affects the columns and

foundation of the column. Damage caused by lateral explosion mostly affect the

beams. And finally, damage caused by internal explosion, affect the beams and

columns of the span where the explosive is located. Among the scenarios in which

the explosion occurs during earthquake's strong movements are more critical than

the scenarios in which the explosion occurs before the earthquake

کلیدواژه‌ها [English]

  • RC Frame
  • Seismic Load
  • Blast Loading
  • Simultaneous Loads
  • ABAQUS