بررسی اثر تقویت ستون دایروی تک جداره و دوجداره ( CFT) با انواع الیاف تحت اثر بار انفجار

ستون جعبه ای مرکب پر شده با بتن (CFT) به طور روز افزون به عنوان یک ستون یا تیرستون در سازه های بادبندی شده و یا قابهای خمشی مورد استفاده قرار می گیرد. CFT ها باعث یکنواختی عالی و مقاومت زیاد در برابر لرزه در جهت عمود بر هم و تناسب خوب برای مقاومت برابر خمش یکطرفه به همراه بار محوری می شوند. رفتار استهلاکی ، در مقایسه با قابهای فولادی معمولی ، مشهود می باشد و افزایش شکل پذیری و سختی فولاد در بیرون محیطی که بطور موثر در مقاومت خمشی به خوبی کشش و فشار محوری به طور اجرایی عمل می کند قرار می گیرد. زمانی که انفجار اتفاق می افتد فشار فوق العاده زیادی در مدت زمان کوتاهی به سازه اعمال می شود. فشار زیاد حداکثر، در بازه زمانی کوتاه، بارهای دینامیکی را تولید می کند که متفاوت از بارهایی است که سازه متحمل می شود. سازه ها بخشی از این انرژی را جذب می کنند و بخشی دیگر را دوباره به محیط اطراف خود منعکس می کنند. انرژی جذب شده توسط سازه باعث ایجاد تنش و کرنش مکانیکی در آن می شود. بسته به میزان انرژی جذب شده توسط سازه، که خود بخشی از انرژی آزاد شده از انفجار است ، بخش هایی از سازه می توانند وارد ناحیه پلاستیک شوند. در این پژوهش رفتار ستونهای تک و دو جداره فولادی پرشده با بتن تحت اثر بار انفجار بررسی می شود. این ستونها با الیاف محصور شدهاند. مدلسازی ها در نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام می پذیرد. ستون ها زیر اثر بار انفجار قرار می گیرند و پارامترهایی مانند حداکثر کار خارجی ، انرژی مستهلک شده، حداکثر انرژی جنبشی و جابجایی بررسی می گردد. باید افزود در تحلیل هایی که انجام می شود رفتار غیرخطی هندسی در آباکوس فعال می شود. مقاوم سازی به وسیله ی الیاف FRP، منجر به کاهش جابجایی میانه ستون تا ۵۰ درصد نسبت به حالت بدون الیاف شده است . علاوه بر این جابجایی میانی ستونهای تک جداره حدود ۲۰ درصد بیشتر از ستونهای دو جداره است . چگونگی تغییرات جابجایی در طول زمان انفجار(مانند شیب نمودار، حرکت نوسانی و غیره)، مستقل از تک جداره یا دو جداره بودن ستون به دست آمد.نتیجه دیگر این تحقیق نشان داد که فاصله انفجار در کاهش پاسخ ها نقش بسزایی دارد ، همچنین کار خارجی ناشی از کاربرد الیاف شیشه از الیاف کربن کمتر بدست آمد . اختلاف کار خارجی دو ستون تک و دوجداره با الیاف شیشه در حدود ۱۰ درصد بود . استفاده از الیاف کربن و شیشه اثر چندانی بر تغییرات انرژی جنبشی در طول زمان انفجار ندارد . جابجایی ناشی از استفاده از الیاف کربن در حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد بیشتر از زمانی است که الیاف شیشه بکار می رود.

Keywords:

ستون CFT , انفجار , بتن , الیاف , فولاد , شرایط مرزی