بررسي رفتار ديوارهاي برشي فولادي مركب با ستون هاي پر شده با بتن تحت بار انفجار

Investigation on the Behavior of Composite Steel Plate Shear Walls with CFT Columns under Blast Load

با توجه به اهميت موضوع انفجار در سازه هاي خاص داراي ديوار برشي فولادي مركب به همراه ستون هاي باكس فولادي پر شده با بتن، در اين پژوهش اثر بار انفجار براي اين سيستم ها مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مطالعه يك سازه فولادي 8 طبقه همراه با ديوار هاي برشي فولادي به عنوان سيستم باربر جانبي انتخاب شده و پس از طراحي سازه، سيستم ديوار برشي فولادي مركب به همراه ستون هاي باكس فولادي پر شده با بتن در برابر بارگذاري انفجار تحت روش انفجار در هوا مدلسازي شده است. در اين مقاله نشان داده شده است كه با اضافه كردن يك لايه و سپس دولايه بتن به ورق برشي فولادي تحت مقدار ماده منفجره و فاصله ثابت ميزان انرژي جنبشي و ميانگين جابجايي خارج از صفحه ورق برشي بطور متوسط 63% كاهش يافته و نوع خرابي از گسيختگي ورق به كمانش ورق تغيير پيدا كرده است. همچنين تمركز تنش ها از محل اتصال ورق و المان هاي مرزي ديوار برشي به مركز ورق انتقال يافته و مقدار انرژي جذب شده در ورق برشي فولادي 380% افزايش يافته است.

Based on the importance of explosion of the specific structures with composite steel shear wall and concrete-filled steel box columns (CFT), this study investigates the effect of explosion on such a structures. An 8-story steel structure with steel shear wall as a lateral resisting system and CFT columns was designed, then was modeled under blast loading in the air. This study presents that by addition of two concrete layers to the composite shear wall, with respect to the case with one layer, considering the constant amount and distance of the explosive material TNT from the structure the average out-of-plane displacement of the shear plate is decreased by 63% and also the type of damage has changed from the failure of the shear plate to buckling of the shear plate. As well the stress concentration is transferred from the plate and boundary elements connection to the center of the plate and the absorbed energy has increased by 380%.