بررسی و مطالعه عددی اثر نرخ کرنش در انفجار متمرکز بر دال بتن مسلح دولایه با ضخامت و جایگشت متفاوت لایه ها

در جهان امروز با توجه به افزایش حوادثی چون حملات تروریستی و مخاطرات پیش بینی نشده، می توان انفجار را یکی از مخرب ترین بارهایی در نظر گرفت که ممکن است سازه ها در طول عمر مفید خود تجربه کنند. از طرفی با پیشرفت بتن در صنعت ساختمان سازی، بیشتر سازه ها از نوع بتنی هستند؛ بدین منظور لازم است مطالعاتی جهت بررسی تاثیر انفجار بر اجزای سازه ای بتنی و نحوه مقابله با خرابی های ناشی از آن ها صورت گیرد. دال ها نسبت به اجزای دیگر بیشتر در معرض بارهای ناشی از انفجار قرار دارند. بدین منظور همواره پژوهشگران در تلاش اند تا به روش هایی به منظور مقابله با خسارت های ناشی از انفجار در دال های بتن مسلح دست یابند. در این پژوهش نیز روشی جهت ساخت دال های بتنی برای مقابله با بارگذاری انفجار مطرح شده است. در این روش به جای دال های تک لایه، دال بتنی به صورت دولایه با مقاومت های متفاوت در نظر گرفته شده است و در مدل رفتاری مواد اثر نرخ کرنش لحاظ شده تا با نمونه های مدل شده بدون مولفه نرخ کرنش، مقایسه شوند. به منظور بررسی عملکرد این نوع سیستم از دال های بتنی تحت بارگذاری انفجار، مدل هایی از دال های بتنی دولایه تحت یک سناریوی انفجار در نرم افزار اجزا محدود آباکوس، شبیه سازی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. اثر انفجار برای دال های دولایه و نمونه شاهدهای تک لایه با شرایط تکیه گاهی دو طرفه در یک سناریوی انفجار بررسی شده است. مدل رفتاری مواد در نرم افزار آباکوس از نوع آسیب پلاستیسیته بتن و مدل انفجار از نوع کانوپ است. نتایج این نمونه ها نشان داد، نمونه هایی که اثر نرخ کرنش در آن ها لحاظ نشده انرژی بیشتری را نسبت به نمونه های مشابه دارای مولفه نرخ کرنش جذب کرده اند و قسمت پشتی این دال ها ترک ها و تخریب کمتر رخ داده و فقط ترک های عرضی و طولی و قطری ایجاد شده است. همچنین بیشینه مقدار جابجایی مرکز دال نیز در این نمونه ها نسبت به سایر نمونه ها بیشتر است. دلیل این امر را می توان به اثر نرخ کرنش نسبت داد چرا که لحاظ شدن این مولفه باعت می شود مصالح رفتار واقعی و تردتری را از خود نشان دهند.

کلیدواژه ها:

بتن لایه ای ، نرم افزار آباکوس ، انفجار ، نرخ کرنش ، شبیه سازی عددی