مرکز تحقیقات بتن (متب)

مقاوم­سازی قاب­های خمشی بتنی مسلح در برابر انهدام پیش­رونده ناشی از انفجار

تاریخ مقاله : ۱۳۹۶/۰۶/۰۴
مقاوم­سازی قاب­های خمشی بتنی مسلح در برابر انهدام پیش­رونده ناشی از انفجار

مقاوم­سازی قاب­های خمشی بتنی مسلح در برابر انهدام پیش­رونده ناشی از انفجار

 

 

 رضا عباس­نیا1، امین قریبی2، فواد مهاجری­ناو3

 1-دانشیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم­و­صنعت ایران، تهران، ایران

(abbasnia@iust.ac.ir)

2- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران-سازه دانشگاه علم­و­صنعت ایران، تهران، ایران

(amingharibi@gmail.com)

3-دانشجوی دکتری مهندسی عمران-سازه دانشگاه علم­و­صنعت ایران، تهران، ایران

(foadmohajeri@iust.ac.ir)

 

 

چکیده:

گسترش حملات تروریستی باعث توجه ویژه به بحث انهدام پیش­رونده در ساختمان­ها و راهکارهای جلوگیری از وقوع آن در طی دهه اخیر شده است. با توجه به وسعت استفاده از ساختمان­های قاب خمشی بتنی مسلح، به خصوص در مورد کاربری­های حساس و راهبردی، توجه به انهدام پیش­رونده در این ساختمان­ها بسیار ضروری است. در این مقاله، راهکارهای موثر برای جلوگیری از پیشرفت انهدام در ساختمان­های قاب خمشی بتنی مورد تحلیل و بررسی قرار می­گیرد. علاوه بر این، با توجه به اینکه محدوده وسیعی از حوادث می­توانند باعث شروع انهدام پیش­رونده شوند، در این تحقیق، انفجار به عنوان عامل شروع کننده انهدام درنظر گرفته شده و بنابراین، به صورت ویژه به مقاوم­سازی در برابر انفجار پرداخته می­شود. بر مبنای بررسی انجام­شده، رویکردهای بهینه برای مقاوم­سازی معرفی می­شوند.

 

واژه‌های کلیدی: انهدام پیشرونده، انفجار، مقاوم‌سازی، ساختمان‌های قاب خمشی بتنی مسلح.

 

خلاصه مقاله:

به طور کلی روش های مقاومسازی به دو دسته کلی موضعی (local) و سراسری (global) تقسیم می شوند. روش‌های موضعی همچون اضافه کردن فولاد، کامپوزیت و یا حتی بتن به عضو است. در خصوص روش‌های سراسری می‌توان به استفاده از دیوارهای برشی یا بادبندها و جداگرهای لرزه ای اشاره کرد. انتخاب هر یک از روشهای مطرح شده بستگی به شرایط پروژه، موقعیت سازه، قابلیت اجرا، معیارهای اقتصادی و هدفی که از مقاوم سازی مطرح است دارد.

در این مقاله سعی شده است تا ضمن معرفی روش‌های موجود کاربردی در خصوص مقاوم­سازی سازه‌های معمول، به بررسی روش‌های مقاوم­سازی قاب­های خمشی بتنی مسلح در برابر انهدام پیش­رونده ناشی از انفجار پرداخته شده و در نهایت بهترین روش از نظر کیفیت و هزینه پیشنهاد خواهد شد. این بررسی، با تکیه بر جزئیات رفتار سازه­ای قاب­های بتنی مسلح تحت سناریوی حذف ستون در اثر انفجار، انجام  خواهد شد. برای این منظور، روند وقوع انهدام پیش‌رونده ناشی از بارگذاری انفجار در یک جزء‌قاب بتن‌مسلح با استفاده از حلگر اجزاء‌محدود LS-DYNA مورد ارزیابی قرار گرفته است.  بدین منظور، مطالعه بر روی یک جزء قاب بتن‌مسلح تحت همزمان بار مرده ناشی از طبقات بالاتر و انفجار مشخص بر روی ستون میانی جزء قاب انجام و راستی‌آزمایی مدل‌سازی انجام گردیده است. نمونه تحت آزمایش مذکور، شامل یک قاب دو دهانه که شامل دو عدد تیر، دوعدد ستونک کناری و یک عدد ستون میانی است که با توجه به تقارن جزء قاب، برای نصف دهانه ابعاد و اندازه‌ها در شکل زیر نشان داده شده است. مقطع تیرها دارای عرض 150 میلی‌متر و ارتفاع 250 میلی‌متر می‌باشد و همچنین در کلیه نمونه‌ها پوشش بتن برابر با 20 میلی‌متر در نظر گرفته شده است. مقطع ستون میانی مربعی به ابعاد 250 میلی‌متر می‌باشد. مقطع ستونک‌های انتهایی دارای عرض 450 میلی‌متر و عمق 400 می‌باشند بطوریکه وظیفه مهار کافی آرماتورهای طولی تیرها را بر عهده دارند. مقادیر درصد آرماتورهای طولی تیرها در وجه بالایی مقاطع A-A و C-C برابر 73/0 درصد (3T10) می‌باشند که یک شاخه آرماتور در وجه بالایی به فاصله 925 میلی‌متر از بر اتصال تیر به ستون ادامه دارد. مقادیر درصد آرماتورهای طولی تیرها در وجه پایینی مطابق مقاطع نشان داده شده برابر با 49/0 درصد (2T10) می‌باشد. مقاطع خاموت‌ها، آرماتور با قطر 6 میلی‌متر با قلاب 135 درجه بوده که فاصله مرکز به مرکز خاموت‌ها 100 میلی‌متر می‌باشد.

 

 

شکل 1- جزئیات نمونه، به دلیل تقارن تنها نیمه سمت چپ جزء قاب نشان داده شده است (واحد: میلی‌متر)

 


امتیاز: بد خوب