بررسی اثر بار انفجاری بر لنگر خمشی در اتصالات خمشی فولادی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری تخصصی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه مهندسی عمران، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه پیام نور، گروه مهندسی عمران،تهران، ایران،

3 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، گروه مهندسی عمران، تهران، ایران،

چکیده

امروزه انفجار در مراکز شهرها و مناطق مسکونی خطری است که تمامی ساختمان‌ها را تهدید میکند. انفجار در داخل و یا در نزدیکی ساختمان میتواند منجر به آسیب‌دیدگی ناگهانی قاب های ساختمانی شود. تحلیل و طراحی سازه‌ها تحت بارهای انفجاری نیازمند درک دقیق پاسخ دینامیکی اعضا و سیستم‌های سازه‌‌ای تحت این بارگذاری است. در این مقاله رفتار سه نوع اتصال خمشی از نوع کاهش یافته، ورق انتهایی و تقویت شده با ورق بالا و پایین در پدیده انفجار و خرابی پیش رونده مورد مطالعه قرار گرفته است و برای انجام این مطالعات و شبیه سازی عددی از نرم افزارهای اجزای محدود ABAQUS و Etabs(V.NL13) استفاده شده است. در تعیین نوع انفجار، به طور معمول دو پارامتر تعیین کننده می باشند: اندازه سلاح که با وزن TNT معادل بیان می شود و فاصله که بیانگر فاصله از مرکز ماده منفجره تا حجم مورد نظر می باشد. در سازه های فلزی دو نوع سیستم باربر جانبی وجود دارد: سیستم قاب خمشی و سیستم قاب ساده با مهاربند. سیستم قاب خمشی فاقد مهاربند بوده و فقط ستون و تیر در حمل بار جانبی دخیل هستند و با مشارکت یکدیگر نیروی جانبی را مهار می کنند. در این میان اتصالات خمشی تیر به ستون به عنوان پل ارتباطی این مشارکت هستند که در صورت تخریب آن، سازه می تواند متحمل خسارات زیادی شود. با توجه به توضیحات فوق و مهم بودن اتصالات خمشی تحت بارهای جانبی در این تحقیق بررسی اتصالات خمشی صورت گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of explosive load on flexural anchor in steel flexural joints

نویسندگان [English]

  • Saeed Hejazirad 1
  • Soheil Ghareh 2
  • Alireza Tavana 3
1 PhD, Department of civil engineering, science and research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering, South Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Today explosion in urban centers and residential areas, there is a danger that threatens all buildings. Explosions inside or near a building can cause sudden damage to building frames. Analysis and design of structures under explosive loads requires a precise understanding of the dynamic response of members and systems of structures under this load.In this research, the behavior of three types of flexural joints of reduced type, end plate and reinforced with top and bottom plate in the phenomenon of explosion and progressive failure has been studied and to perform these studies and numerical simulation of ABAQUS finite element software And Etabs (V.NL13) were used.In determining the type of explosion, two parameters are usually decisive: the size of the weapon, which is equivalent to the weight of TNT, and the distance, which indicates the distance from the center of the explosive to the desired volume. In steel structures, there are two types of lateral load-bearing systems: flexural frame system and simple frame system with bracing. In the meantime, the bending joints of the beam to the column are the bridge of this partnership, and if it is destroyed, the structure can suffer a lot of damage. Due to the above explanations and the importance of flexural joints under lateral loads, in this research, flexural joints have been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Explosion load
  • Structural behavior
  • Flexural frame system
  • Steel flexural joints
  • Anchor connection
[1] UFC3-340-02, (1990) Structures to resist the effects of accidental explosions.
[2] Bangash, N.Y.H. and Bangash, T., (2006), “Explosion-Resistant Buildings”, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
[3] TM5-1300. (1990). Structures to resist the effects of accidental explosion, US Army.
[4] US Department of the Army. (1986). Fundamentals of Protective Design for Conventional Weapons (TM 5-855-1). Washington.
[5] US Department of Defense. (2008). Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions. UFC 3-340-02. Washington (DC).
[6] FEMA 426. (2003). Risk Management Series: Reference Manual to Mitigate Potential Terrorist Attack Against Buildings. Federal Emergency Management Agency.
[7] Hinman E. (2003). Primer for Design of Commercial Buildings to Mitigate Terrorist Attacks. FEMA 427, Applied Technology Council (ATC), USA.
[8] ASCE. (2009). Blast Protection of Buildings (ASCE Standard). Reston, VA: American Society of Civil Engineers.
[9] Castro, J. S.; Bryson, L. S.; Gamber, N. K.; Lusk, B. T. “Numerical Modeling of Subsurface Blasts”; Pan-Am CGS, Geotechnical Conference 2011.
[10] Hu, Y.; Burgess, I. W.; Davison, J. B.; Plank, R. J. (2008) “Modeling of Flexible End Plate Connections in Fire Using Cohesive Elements”; Fifth International Conference of Structures in Fire, Singapore.
[11] Wang, J.; Chen, W.; Guo, Z.; Liang, W. “Dynamic Responses of RPC-Filled Steel Tubular Columns Post Fire Under Blast Loading”; The Open Civil Engineering Journal 2016, 10, 236-245.
[12 Fujikura Sh., Bruneau M., and Lopez-Garcia D., Experimental Investigation of Multihazard Resistant Bridge Piers Having Concrete-Filled Steel Tube under Blast Loading, Journal of Bridge Engineering, 586-594, ASCE, 2008.
[13] Hao H., (2015). Predictions of Structural Response to Dynamic Loads of Different Loading Rates, International Journal of Protective Structures, Volume 6.
[14] Bangash, M. and Bangash. T, (2006). Explosion-resistant buildings: design, analysis, and case studies.