كاربرد لايه‌هاي جاذب انرژي براي كاهش اثر بار انفجار بر دال‌هاي بتن مسلح

Application of Energy-Absorbing Layers to Blast Load Mitigation on RC Slabs

حذف و يا كاهش صدمات ناشي از عمليات انفجاري دشمن از اولويت‌هاي اساسي پدافند غيرعامل است. ازآنجاكه اكثر تحقيقات موجود در اين راستا، بر روش‌هاي افزايش مقاومت و پايداري سازه‌ها در برابر انفجار متمركز شده است، اين مقاله ارايه راهكاري موثر براي تخفيف بار انفجار اعمالي بر سازه را دنبال مي‌كند. در اين تحقيق با طراحي چهار آزمايش در مقياس واقعي و با همسان بودن ابعاد نمونه‌ها، مصرف بتن و فولاد، وزن ماده منفجره و فاصله آن از سطح دال، رفتار دال با جاذب‌هاي پلاستوفوم، ماسه و بلوك سفالي با دال بدون جاذب انرژي مقايسه شده است. نتايج آزمايش‌ها نشان داده است به‌كارگيري لايه‌هاي جاذب انرژي در دال‌هاي بتن مسلح آزمايش‌شده، تغيير مكان‌هاي آني (حداكثر) و نهايي (ماندگار) در مركز دال را به ترتيب تا 77% و 87% كاهش داده، و از قلوه‌كني، وسعت و ضخامت ترك‌هاي سطح دال به شدت كاسته، و با كاهش شديد دوران تكيه‌گاهي، دال‌ها را از وضعيت آسيب شديد و غيرقابل ترميم به وضعيت آسيب‌هاي كم و جزيي ارتقا داده است. نتايج آزمايش‌ها ارجحيت دانه‌هاي اصطكاكي بر پلاستوفوم و رجحان شديد جاذب‌هاي خرد شونده بر دو نوع ديگر را در جذب انرژي انفجار و كاهش تغيير مكان و آسيب دال تاييد مي‌نمايد.

Reduction of structural damages due to the blast attacks is the main priorities of civil defence. Since most researches in this field are concentrated on stability and strength increasing of the structures, this paper provides an effective method to blast load mitigation on the structures. Herein, twelve full-scale samples in four groups have been tested under the same weight and stand-off of the explosive. The first group was single RC slabs and other three groups were the same RC slabs with energy absorbing layer: plastofoam, sand and light brittle blocks. Comparison of the experimental results showed that the use of energy-absorbing layers in reinforced concrete slabs, lead to reduce the maximum and permanent displacement at the center of the slab up to 77% and 87% respectively, diminishing the number and thickness of cracks, prevent the scabbing and improve the behavior from severe damage to minor damages. The results also showed that in order to displacement reduction and damage mitigation, the use of the block is preferable to sand and plastofoam.