بررسی رفتار سازه های فولادی در اثر انفجار و فروپاشی پیشرونده

انفجار بمب درون و یا نزدیک یک ساختمان می تواند باعث بوجود آمدن خسارات فاجعه آمیز بر روی قابهای داخلی و خارجی ساختمان گردد. فروپاشی دیوارها و لرزش شدید پنجره ها و از کار افتادن سیستمهای ایمنی، برخی از این موارد است. از دست دادن زندگی و مجروح شدن ساکنان میتواند به دلیل اثرات مستقیم انفجار و فروپاشی سازه و اصابت آوار و آتش سوزی و دود باشد. به علت خطرات شرایط بارگذاری بیش از حد، در طی سه دهه ی گذشته تلاش هایی جهت ایجاد روشهای آنالیز و طراحی سازه ای جهت مقاوم نمودن سازه ها در برابر بارهای انفجار انجام شده است. آنالیز و طراحی سازه هایی که در معرض بارهای انفجار قرار دارند، نیازمند درک دقیق پدیده انفجار و پاسخ دینامیکی انواع المانهای سازه ای می باشد. در این پایان نامه ابتدا اثرات انفجار بر روی سازه، مکانیسم خسارت وارده به سازه و راههایی برای کاهش و تعدیل این اثرات بیان شده و توضیح ماهیت انفجار ها و مکانیسم امواج انفجار در هوای آزاد مرور می گردد. سپس به بررسی رفتار دینامیکی یک سازه فولادی تحت اثر انفجاری معادل kg tnt 2000 که در فاصله 20 متری آن بوقوع پیوسته، پرداخته و با مقایسه رفتار سه سازه 26 طبقه فولادی با دو سیستم قاب محیطی خمشی و بادبندی شده تحت سه نوع آنالیز استاتیکی خطی، استاتیکی غیر خطی و دینامیکی غیر خطی بوسیله برنامه sap2000، چگونگی وقوع فروپاشی پیشرونده در آنها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که اثرات حذف یک ستون در پای سازه های فوق تقریبا تا یک سوم ارتفاع آنها گسترش پیدا کرده و عامل اصلی پایداری کلی یک سازه برای مقابله در برابر فروپاشی پیشرونده، نه فقط مقاومت موضعی اعضا بلکه همچنین وجود مسیرهای جایگزین جهت انتقال بار در صورت فروپاشی یک یا چند عضو اصلی سازه ای می باشد.