بررسي پاسخ‎هاي صوتي و ارتعاشي اتاق ايمن بتني زير اثر انفجار در هوا

Investigating the acoustical and vibrational response of a reinforced concrete safe room under air blast effects

درك پاسخ حقيقي يك سازه، مانند يك اتاق ايمن از گونه‎ي بتن مسلح، در برابر بارهاي انفجاري و ارزيابي آسيب هاي وارد شده به آن مي‌تواند ديد بهتري به مهندس طراح در طراحي آن بدهد. در اين پژوهش، پاسخ‎هاي صوتي و ارتعاشي چنين سازه‌اي زير اثر انفجار در هوا با بكارگيري الگوي بتن آسيب ديده ي مومسان در نرمافزار آباكوس بررسي شده‌اند. هم چنين حساسيت اتاق نسبت به شبه‎سنجه هاي (پارامترهاي) جرم ماده منفجره و دوري آن از محل انفجار تحليل شده و سپس رفتار نزديك‎ترين ديوار اتاق به نهاده‎ي انفجاري ارزيابي شده است. در اين راستا، شبه‎سنجه هاي بيشينه جابه جايي در ميانه ي ديوار و بيشينه نيروهاي واكنش‎هاي تكيه‎گاهي در محل تكيه‌گاه هاي ديوار بررسي شده‌اند. هم‌چنين براي ارزيابي ايمني شنوايي ساكنين، پاسخ صوتي در مركز اتاق ارزيابي شده است. يافته‌هاي مربوط به بيشينه جابه جايي نشان دادند كه با افزايش ماده‌ي منفجره، بيشينه جابه‌جايي در ميانه‎ي ديوار افزايش مي يابد و اين افزايش، به سبب خرد شدن بتن، شيب كاهشي دارد. هم چنين نتايج مربوط به بيشينه نيروهاي واكنش‌هاي تكيه‎گاهي نشان مي دهند كه با افزايش ماده ‎ي منفجره، بيشينه نيروهاي واكنش تكيه‎گاهي در آغاز افزايش يافته و پس از آسيب‌ديدگي بتن كاهش مي يابد. براي بيشينه پاسخ صوتي در ميانه ي اتاق مي توان يك رابطه خطي ميان پاسخ صوتي و ميزان ماده‎ي‎ منفجره به دست آورد.

Capturing the true response of a structure, such as a reinforced concrete safe room, under the effects of explosive loads, and also, the evaluation of induced damages to the structure, will give a better vision to the engineer in the design process. In this paper the acoustical and vibrational response of such a structure under the effects of air blast is investigated by employing the concrete damaged plasticity model available in ABAQUS software. The sensitivity of the safe room to explosive mass and stand-off distance of explosion source is also investigated. Moreover, the behavior of any of the RC walls at the nearest to the explosion source is evaluated. For this, maximum deflection at wall center and maximum reacting forces at the wall supports are considered. Furthermore, hearing safety of residents in the safe room is evaluated by measuring the acoustical response at the room center. The results obtained for maximum deflection indicate that by increasing the explosive mass, the maximum deflection increases. Of course, this increase has a descending slope which is due to crushing of concrete. The results of maximum reacting forces at wall supports also verified the results of maximum deflection. The results of maximum acoustical response at room center show that although there is a linear correlation between acoustical response at room center and explosive mass, but an increase in stand-off distance makes it to be nonlinear.