ارزیابی عملکرد ساختمان فولادی در برابر شبیه سازی عددی بار انفجار با استفاده از روش CFD

در دهه های گذشته تاکید قابل ملاحظه ای بر روی مسائل انفجار و زلزله صورت گرفته است. مسائل مرتبط با زلزله دارای قدمت بیشتری می باشند. مساله انفجار تقریبا جدید بوده و به سبب رویدادهای متفاوت یا وقایع عمدی، رفتار اعضاء سازه ای تحت بارگذاری انفجار، موضوع طرح های تحقیقاتی زیادی در سال های اخیر بوده است. با توجه به اینکه سازه های فولادی موجود به طور نعمول براساس بارهای ثقلی و لرزه ای متعارف مورد طراحی قرار گرفته اند، نیاز است عملکرد این سازه ها تحت باراهای ناشی از انفجار مورد بررسی قرار گیرد.به دلیل حساسیت روش های عددی به اندازه مش، در قسمت اول تحقیق حاضر به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی امواج ضربه و انعکاس انفجار، مدل ابتدا توسط دو تا از مطالعات عددی معتبر مورد بررسی قرار گرفت و توافق خوبی بین نتایج شبیه سازی تحقیق حاضر با آن مطالعات معتبر حاصل شد. سپس آنالیز حساسیت جهت تعیین اندازه مش مناسب، شبیه سازی عددی انتشار موج ضربه انفجار روی سازه های ساختمانی، بررسی اثرات انعکاس و ارزیابی فشار و تکانه (ایمپالس) تولید شده توسط بار انفجار و مقایسه آن با روابط تجربی و نتایج آزمایشگاهی انجام شده است. در این راستا، در تحقیق حاضر تاریخچه زمانی بار انفجار به صورت عددی روی مدل واقعی 3 بعدی یک ساختمان با جریان هوای اطراف آن با استفاده از دستورالعمل UFC 3-340-02 و روش CFD و در هیدروکد AUTODYN شبیه سازی شد و تاریخچه زمانی فشار ناشی از موج ضربه انفجار حاصل شده است. سرانجام ساختمان فولادی یک طبقه طراحی لرزه ای شده در برابر موج ضربه شبیه سازی شده عددی و بارگذاری تجربی انفجار و براساس دستورالعمل UFC 3-340-02 و به صورت 3 بعدی در نرم افزار OpenSEES مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفته و در نهایت بر اساس نتایج تحلیل و معیار نسبت دریفت بین طبقه ای حداکثر (MIDR) و طبق معیارهای پذیرش دستورالعمل FEMA-356 عملکرد سازه مورد بررسی قرار گرفته است .

کلیدواژه ها:

بار انفجار ، سازه بلند ، موج ضربه انفجار ، دینامیک سیالات محاسباتی ، شبیه سازی عددی ، پدافند عامل