خرابی پیشرونده ناشی از اثر بار انفجار در ساختمان های بتن آرمه و روش های مقاوم سازی ستون ها

در حوادث ناشی از انفجار، خسارات اولیه معمولا ناشی از اثر ضربه مستقیم ناشی از انفجار و در نتیجه آسیب و انهدام جدی اجزای سازه ای می باشد. در این حالت، فروپاشی اجزای سازه ای و متعاقب آن خرابی پیشرونده، ممکن است باعث افزایش خسارات و در نهایت باعث فروپاشی کلی سازه شود. از طرفی بررسی ها نشان می دهد اکثر ساختمان ها، بدون در نظرگرفتن میزان آسیب پذیری آن ها در برابر چنین بارهایی، طراحی و ساخته می شوند. در این مطالعه، پاسخ های کلی و جزئی در یک ساختمان با اسکلت بتن آرمه و میزان خرابی آن ها، در برابر بار انفجار، مورد ارزیابی واقع شده است. بدین منظور، با استفاده از روش المان محدود، ابتدا با استفاده از نرم افزار SAP2000 پایداری کلی ساختمان در برابر انفجار، مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس با کمک نرم افزار LS DYNA، میزان و نحوه خرابی در اجزای کلیدی ساختمان بعد از وقوع انفجار مورد بررسی واقع شده است. این مطالعه در چهار حوزه ی تعیین بار انفجار، مدل سازی عددی به روش اجزا محدود، عملکرد مواد و مصالح تحت نرخ کرنش بالا و تحلیل دینامیکی غیرخطی سازه مورد بررسی قرار گرفته است. در این خصوص، برای افزایش ظرفیت باقی مانده یا مقاوم سازی ستون های بتن آرمه در برابر انفجار، دو نوع روش طراحی توصیه گردید. این روش ها، شامل اضافه کردن یک قفسه آرماتور اضافی به ستون و همچنین استفاده از ستون های کامپوزیتی دارای هسته فولادی مرکزی می باشد. نتایج نشان داد که استفاده از این نوع ستون ها، در مقایسه با زمانی که از ستون بتن آرمه متعارف استفاده می شود، می تواند تاثیر قابل توجهی در افزایش ظرفیت باربری اجزای سازه ای، در برابر بارهای ثقلی، بعد از وقوع انفجار، داشته باشند.