مقاوم‌سازي ستون‌هاي بتن مسلح تحت انفجار با استفاده از پوشش‌هاي پليمري مسلح شده با الياف

Retrofitting of Reinforced Concrete Columns under the Blast Using Fiber-Reinforced Plastic Wraps

انفجار ناشي از مواد منفجره‌ حجيم و متمركز در محوطه اطراف يك ساختمان مي‌تواند اثرات مصيبت باري داشته باشد و باعث خسارت و خرابي ساختمان و همچنين، صدمات جاني ساكنين گردد. البته، اين اثر بر روي ساختمان‌هاي مسكوني به‌مراتب مخرب‌تر خواهد بود، چرا كه، اين سازه ها فقط در برابر نيروي زلزله طراحي مي‌گردند. از آن جايي كه استفاده از سازه هاي بتني و سامانه هاي قاب خمشي بتن مسلح در ساختمان‌هاي امروزي كاربرد بيشتري پيدا كرده است؛ همچنين، ستون‌ها به عنوان مهم ترين عضو سازه در برابر بارگذاري انفجاري مي‌باشند. بر اين اساس، هدف از اين تحقيق، بررسي دقيق رفتار ستون بتن مسلح تحت بارگذاري انفجاري و مقاوم سازي آنها مي‌باشد. به اين منظور، ابتدا، شبيه‌سازي انفجار و مدل سازي ستون‌هاي بتن مسلح توسط نرم‌افزار اجزاي محدود ABAQUS مورد بررسي قرار گرفته و صحت روش مدل سازي ارايه شده با استفاده از نتايج آزمايشگاهي مورد ارزيابي قرار گرفته است. سپس، با انجام تحليلهاي ديناميكي غيرخطي، به مقايسه ستون هاي تقويت شده و بدون تقويت تحت اثر انفجار از لحاظ پارامترهاي بيشينه تغيير مكان و مقادير تنش در ميلگردهاي فولادي، پرداخته شده است. همچنين، با بررسي انواع حالت هاي استفاده از ورق هاي FRP، هدف، انتخاب بهترين حالت مقاوم سازي و بهينه كردن آن بوده -است.

Explosion caused by massive and congested explosives around a building can have catastrophic effects, causing damage and destruction to buildings, as well as injuries to residents. However, the effect on residential buildings will be far more devastating because these structures are designed only against the force of an earthquake. Using concrete structures and reinforced concrete moment frame systems in modern building is being more common nowadays. Also columns are the most important structural elements against blast loading. According to these facts, the aim of this study is investigating RC columnsʹ behavior precisely and retrofitting them under the blast loading. At first, the blast simulation and modeling of RC columns have been presented by ABAQUS finite element software and the accuracy of the presented modeling method is evaluated using experimental results. Then, by applying nonlinear dynamic analysis, reinforced and unreinforced columns are compared based on the maximum deflection parameters and stress values in rebar. Various forms of the FRP wraps are tested, during the finite element modeling, in order to find the best retrofitting strategy.