خرابي پيشرونده ناشي از اثر بار انفجار در ساختمان‌هاي بتن آرمه و روش هاي مقاوم‌سازي ستون‌ها

در حوادث ناشي از انفجار، خسارات اوليه معمولاً ناشي از اثر ضربه مستقيم ناشي از انفجار و در نتيجه آسيب و انهدام جدي اجزاي سازه‌اي مي‌باشد. در اين حالت، فروپاشي اجزاي سازه‌اي و متعاقب آن خرابي پيشرونده، ممكن است باعث افزايش خسارات و در نهايت باعث فروپاشي كلي سازه شود. از طرفي بررسي ها نشان مي‌دهد اكثر ساختمان‌ها، بدون در نظرگرفتن ميزان آسيب‌پذيري آن‌ها در برابر چنين بارهايي، طراحي و ساخته مي‌شوند. در اين مطالعه، پاسخ‌هاي كلي و جزئي در يك ساختمان‌ با اسكلت بتن آرمه و ميزان خرابي آن‌ها، در برابر بار انفجار، مورد ارزيابي واقع شده است. بدين منظور، با استفاده از روش المان محدود، ابتدا با استفاده از نرم‌افزار SAP2000 پايداري كلي ساختمان در برابر انفجار، مورد ارزيابي قرار گرفت و سپس با كمك نرم‌افزار LS DYNA، ميزان و نحوه خرابي در اجزاي كليدي ساختمان بعد از وقوع انفجار ‌مورد بررسي واقع شده است. اين مطالعه در چهار حوزه‌ي تعيين بار انفجار، مدل‌سازي عددي به روش اجزا محدود، عملكرد مواد و مصالح تحت نرخ كرنش بالا و تحليل ديناميكي غيرخطي سازه‌ مورد بررسي قرار گرفته است. در اين خصوص، براي افزايش ظرفيت باقي‌مانده يا مقاوم‌سازي ستون‌هاي بتن آرمه در برابر انفجار، دو نوع روش طراحي توصيه گرديد. اين روش‌ها، شامل اضافه كردن يك قفسه آرماتور اضافي به ستون و همچنين استفاده از ستون‌هاي كامپوزيتي داراي هسته فولادي مركزي مي‌باشد. نتايج نشان داد كه استفاده از اين نوع ستون‌ها، در مقايسه با زماني كه از ستون بتن آرمه متعارف استفاده مي‌شود، مي‌تواند تاثير قابل توجهي در افزايش ظرفيت باربري اجزاي سازه‌اي، در برابر بارهاي ثقلي، بعد از وقوع انفجار، داشته باشند.