تحلیل پارامتریک خیز تیرهای بتن مسلح تحت بار انفجار

نوع مقاله : عمران - سازه

نویسندگان

1 استادیاردانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران ، ایران

2 کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران، ایران

چکیده

جهت رفع طولانی‌شدن فرایند تحلیل و طراحی سازه‌­های بتنی در برابر بار انفجار و ارائه یک روش سهل­‌الوصول و مستقیم برای محاسبه پاسخ تیرهای بتنی در برابر این بارها، از روش تحلیل دینامیکی یک درجه آزادی برای تحلیل این نوع سازه و محاسبه خیز آن استفاده‌شده است. بارگذاری انفجار به‌صورت نمایی و رفتار سازه بتنی به‌صورت کشسان خمیری معادل به‌کاررفته است. سپس با استفاده از دو پارامتر مدت‌زمان تداوم بارگذاری و زمان رسیدن به انتهای ناحیه کشسان جهت تعیین محدوده پاسخ­‌ها، حالت­های مختلفی برای محاسبه معادله پاسخ و تعیین خیز حداکثر تیر بتنی در نظر گرفته‌شده است. با تحلیل تئوریک SDOF معادلات حرکت محدوده­‌های مشخص‌‌شده، در نهایت پاسخ‌­های پارامتریک تیرهای بتنی در برابر بار انفجار به دست آمد. با مقایسه خروجی این روابط با نتایج تست‌های آزمایشگاهی، مدل اجزا محدود و روابط دستورالعمل UFC 3-340-02، از دقت روش پیشنهادی اطمینان حاصل‌شده است. با انجام تحلیل­های مختلف در شرایط مختلف بارگذاری و خصوصیات مختلف سازه­ای، مشخص شد که دقت روش پیشنهادی در محاسبه خیز تیرها، بالای 90% است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Smiley face

مراجع

  1. [1] “Fundamentals of Protective Design”; TM 5-855-1, Department of the Army, USA, 1965.
  2. [2] Wei, J.; Dharani, L. R. “Fracture Mechanics of Laminated Glass Subjected to Blast Loading”; Theor Appl Fract Mech. 2005, 44, 156–157. http://doi.org/1016/j.tafmec. 2005. 06.004.
  3. [3] Mayrhofer, C. “Reinforced Masonry Walls under Blast Loading”; Int. J. Mech. Sci. 2002, 44, 67-80. http://org/ 10.1016/S0020-7403(02)00014-0.
  4. [4] Li, Q. M.; Ye, Z. Q.; Ma, G. W.; Reid, S. R. “Influence of Overall Structural Response on Perforation of Concrete Targets”; Int. J. Impact. Eng. 2006, 34, 926-941. http://org/10.1016/j.ijimpeng.2006.03.005.
  5. [5] Biggs, J. M. “Introduction to Structural Dynamics”; McGraw-Hill Book Compan, New York, 1964.
  6. [6] Watson, A. J. “Dynamic Loading and Design of Structures”; Spon Press, London, New York, 2002.
  7. [7] Seiler, J. A.; Cotter, B. A.; Symonds, P. S. “Impulsive Loading of Elastic Plastic Beams”; J. Appl. Mech. 1956, 23, 515-521. http://org/10.1115/1.4011393.
  8. [8] Brooks, N. B.; Newmark, N. M. “The Response of Simple Structures to Dynamic Load”; Technical Report to ONR Contract N6ori-071(06), Task Order VI Project NR-064-183, University of Illinois Urbana, Illinois, 1953.
  9. [9] Yang, G.; Lok, T. S. “Analysis of RC Structures Subjected to Air-Blast Loading Accounting for Strain Rate Effect of Steel Reinforcement”; Int. J. Impact. Eng. 2007, 34, 1924-1935. http://org/10.1016/j.ijimpeng.2006.11.009.
  10. Rong, H. C.; Li, E. B. “Probabilistic Response Evaluation for RC Flexural Members Subjected to Blast Loadings”; Struct. Safty 2007, 29, 146-163. http://org/ 10.1016/ j.strusafe.2006.03.004.
  11. Symonds, P. S. “Dynamic Load Characteristics in plastic Bending of Beams”; J. Appl. Mech. 1953, 20, 475-481.
  12. Carta, G.; Stochino, F. “Theoretical Models to Predict the Flexural Failure of Reinforced Concrete Beams under Blast Loads”; Eng. Struct. 2013, 49, 306-315. http://org/ 10.1016/j.engstruct.2012.11.008.
  13. Stochino, F. “RC Beams under Blast Load: Reliability and Sensitivity Analysis”; Eng. Failure Anal. 2016, 66, 544-565. http://org/10.1016/j.engfailanal.2016.05.003.
  14. Magnusson, J.; Hallgren, M.; Ansell, A. “Air Blast-Loaded, High-Strength Concrete Beams. Part I: Experimental Investigation”; Mag. Concrete Res. 2010, 62, 127-136. http://org/10.1680/macr.2008.62.2.127.
  15. Zhang, D.; Yao, S.; Lu, F.; Chen, X.; Lin, G.; Wang, W.; Lin, Y. “Experimental Study on Scaling of RC Beams under Close-in Blast Loading”; Eng. Failure Anal. 2013, 33, 497-504. http://org/10.1016/j.engfailanal.2013.06.020.
  16. Fujikake, K.; Li, B. “Impact Response of Reinforced Concrete Beam and its Analytical Evaluation”; J. Struct. Eng. 2009, 135, 938–950. http://org/10.1061/ (ASCE)ST.1943-541X.0000039.
  17. Niklasson, G. “Shear Failure in Reinforced Concrete Beams – An Experimental Investigation”; Swedish National Defense Research, (FOA), 1994.
  18. Shi, Y.; Hao, H.; Li, Z-X. “Numerical Derivation of Pressure–Impulse Diagrams for Prediction of RC Column Damage to Blast Loads”; Int. J. Impact. Eng. 2008, 35, 2–15. http://org/10.1016/j.ijimpeng.2007.09.001.
  19. Zhang, X. H.; Wu, Y. Y.; Wang, J. “Numerical Simulation for Failure Modes of Reinforced Concrete Beams under Blast Loading”; Adv. Mater. Res. 2011, 163, 1359-1363. http://org/10.4028/www.scientific.net/AMR.163-167.1359.
  20. Park, G. K.; Kwak, H. G. “Numerical Analysis of RC Beam Subjected to Blast Load”; Int. J. Struct. Civil Eng. Res. 2016, 5, 26-30.
  21. “Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions”; (UFC 3-340-02)”; Unified Facilities Criteria UFC 3-340-02, Department of Defense, USA, 
  22. Asghari, A. “Dynamics of Structures”; Amir Kabir University of Technology, Tehran, 2013.
  23. “Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions”; Unified Facilities Criteria UFC 3-340-02, Technical Deputy of Passive defense Organization Country, Tehran, 2013.
  24. Karlos, V.; Solomosand, G.; Larcher, M. “Analysis of the Blast Wave Decay Coefficient Using the Kingery–Bulmash Data”; Int. J. Protective Struct. 2016, 7, 409-429. http://org/10.1177/2041419616659572.
  25. Izadifard, R. A.; Gholipour, R.; Hajikarimian, H. “Damage Assessment of RC Beams under Blast Loading (Experimental and Numerical Studies)”; J. Energ. Mater. 2017, 12, 33-43.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 12 اسفند 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار