شماره تماس مدرس جهت مشاوره و پشتیبانی آموزشی 09378825252-09155519509

چکیده

با توجه به گسترش ناخوشایند تروریسم و تهدید زندگی انسان ها توسط انفجارهای مختلف امروزه تحلیل و طراحی انفجاری خاص سازه ها با شکل و مصالح مختلف، رفتارهای متفاوتی در برابر بارهای انفجاری از خود نشان می دهند و دانستن عملکرد سازه در برابر انفجار می تواند در انتخاب شکل و مصالح مناسب برای سازه مفید و موثر واقع شود. در این تحقیق ابتدا مقدمه ای در مورد خصوصیات بارهای انفجاری و انواع آن و آیین نامه های مرتبط با این پدیده پرداخته شده است سپس به بررسی سازه های فضاکار و در نهایت بررسی نوع چلیک تک لایه در برابر بار ناشی از انفجار به کمک نرم افزار ABAQUS میزان جابجایی و تنش ماکزیمم و انرژی جنبشی و کرنشی سازه و مشخص کردن بحرانی ترین مدل پرداخته شده است. در این مطالعه سه نمونه از چلیک های فضاکار تک لایه با ارتفاع های متفاوت 3/33 و 4 و 6/67 متر مدلسازی گردید. از دیگر مواردی که در این پایان نامه مورد تحقیق قرار گرفته، روش های مدل سازی سازه فضاکار در نرم افزار ABAQUS می باشد. نوع تکیه گاهها مفصلی در نظر گرفته شده و بارگذاری از نوع متقارن با بارگرهی 6500 نیوتن می‌باشد. شایان ذکر است در این پژوهش برای مدل سازی از نرم افزار ABAQUS 6.13-1 جهت تحلیل به روش المان محدود قرار گرفته است و بار انفجار نیز به منظور یافتن پاسخ‌ها تاریخچه زمانی سازه اعمال شده است. با استفاده از نمودارها و تحلیل های انجام شده می‌توان به این مساله اشاره کرده که در این نوع چلیک، با افزایش ارتفاع به دلیل نرم شدن سازه و افزایش شکل پذیری آن و در نهایت رفتار خمشی مطلوب تری در برابر انفجار از خود نشان می دهند. که مناسب‌ترین مدل ارتفاع 6/67 متر و بحرانی ترین حالت با نسبت ارتفاع 3/33 متر در حالت انفجار از نوع درونی و وسط اولین قوس سازه بدست آمده است.


عنوان صفحه 
چکیده
فصل اول – مقدمه 
1-1 مقدمه 2 
1-2 روش انجام کار 4 
1-3 فصول پایان نامه 4 
فصل دوم- تاریخچه 
2-1 مقدمه 7 
2-2 تعریف انفجار 8 
2-3 مواد منفجره 9 
2-3-2 TNT معادل 11 
2-4 انواع انفجار 12 
2-5 نامگذاری فرآیندهای انفجار 13 
2-6 سامانه های حفاظتی در برابر انفجار 13 
2-6-1 سامانه دهنده (مهاجم) 13 
2-6-2 سامانه گیرنده (هدف) 14 
2-6-3 سازه حفاظت کننده (مانع) 14 
2-7 انواع انفجار بر اساس موقعیت مرکز انفجار 14 
2-8 آیین نامه های معتبر طراحی سازه های مقاوم در برابر انفجار 18 
2-9 تعریف و تاریخچه سازه های فضاکار 
2-9-1 دسته بندی بر اساس نوع مصالح 18 
2-9-2 دسته بندی بر اساس شیوه های ساخت و بافت 18 
2-9-3 دسته بندی بر اساس نوع کاربری 19 
2-9-4 دسته بندی بر اساس عمر مفید بهره برداری 19 
2-9-5 دسته بندی از لحاظ شکل ظاهری سازه های فضا کار و مهمترین نوع آنها 19 
2-9-6 مشخصات سازه های فضایی 20 
2-9-7 اجرای انواع پوشش های محافظ 21 
2-9-8 آیین نامه های سازه فضاکار 22 
فصل سوم – مروری بر تحقیقات انجام شده 
3-1 مقدمه 25 
3-2 تحقیقات انجام شده بر روی انفجار 27 
3-3 تحقیقات انجام شده بر روی سازه های فضاکار 31 
فصل چهارم – بارگذاری انفجاری و مدل سازی عددی و صحت سنجی مدل مورد مطالعه 
4-1 مقدمه 39 
4-2 بارگذاری انفجاری 40 
4-2-1 بار وارد بر سطوح مقابل به موج انفجار 44 
4-2-2 بار وارد بر سطوح سقف 46 
4-2-3 بار وارد بر سطوح پشت به انفجار 46 
4-3 انفجار در سازه فضاکار از نوع چلیک تک لایه 46 
4-4 مدل سازی عددی و مطالعه پارامتری 47 
4-4-1 انتخاب نرم افزار 47 
4-4-2 گستره خانواده المان ها در نرم افزار آباکوس 48 
4-4-3 مراحل پردازش مسائل در آباکوس 50 
4-5 صحت سنجی مدل سازی 51 
4-5-1 مشخصات مصالح 52 
4-5-2 مشخصات مقاطع 53 
4-5-3 شرایط تکیه گاهی و بارگذاری 53 
4-5-4 نوع تحلیل 54 
4-5-5 مبانی بارگذاری انفجاری در سازه چلیک تک لایه مورد مطالعه 54 
4-6-5 بازتاب (انعکاس) موج انفجار و فشارهای ناشی از آن 56 
4-7-5 مدت زمان فاز مثبت انفجار(زمان تداوم انفجار) 57 
4-8-5 تحلیل دینامیکی مدل ها 58 

فصل پنجم – نتایج 
5-1 مقدمه 60 
5-1-1 ابتدا کلیه مدلهای بررسی شده با فواصل مختلف اعمال بار انفجار 
را در این قسمت به تصویر می‌کشیم. 61 
5-2 مقایسه جابجایی گره ها در سه مدل ذکر شده در قسمت قبل با فاصله خرج و 
میزان تی‌ان‌تی متفاوت 62 
5-2-1- مقایسه جابجایی گره ها برای مدل بانسبت ارتفاع به دهانه
33/3 مترتحت اثر20کیلوگرم تی. ان. تی با فاصله خرج 2 متر 62 
5-2-2- کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی.ان. تی 
با فاصله خرج 2 متر 63 
5-2-3 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر100 کیلو گرم تی. ان. تی 
با فاصله خرج 2 متر 65 
5-2-4 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر20 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 66 
5-2-6 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 67 
5-2-7 کانتور جابجایی برای مدل بان ارتفاع 33/3 متر تحت اثر100 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 68 
5-2-8 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر20 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 69 
5-2-9 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 70 
5-2-10 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 33/3 متر تحت اثر100 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 71 
5-2-11 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر20 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 2 متر 73 
5-2-12 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 2 متر 74 

5-2-13 کانتور جابجایی برای مدل باارتفاع 4 متر تحت اثر100 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 2 متر 75 
5-2-14 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر20 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 76 
5-2-15 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 77 
5-2-16 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 مترتحت اثر100 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله 4متر 78 
5-2-17 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر20 کیلوگرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 79 
5-2-18 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر50 کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 80 
5-2-19 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 4 متر تحت اثر100کیلو گرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 81 
5-2-20 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر20 کیلو گرم تی.ان. تی 
در فاصله 2 متر 82 
5-2-21 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر50 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله 2 متر 83 
5-2-22 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر100 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله 2 متر 84 
5-2-23 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر20 کیلو گرم تی.ان. تی 
در فاصله 4متر 85 
5-2-24 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر50 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله 4متر 86 
5-2-25 کانتور جابجایی برای مدل بان ارتفاع 67/6 متر تحت اثر100کیلو گرم تی. ان.تی 
در فاصله 4متر 87 
5-2-26 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر20 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 88 

5-2-27 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر50 کیلوگرم تی. ان. تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 89 
5-2-28 کانتور جابجایی برای مدل با ارتفاع 67/6متر تحت اثر100 کیلو گرم تی.ان.تی 
در فاصله وسط اولین قوس سازه در جهت محور x 90 
5-3 مقایسه جابجایی با میزان خرج های متفاوت 20کیلوگرم،50کیلوگرم و100کیلوگرم تی ان تی 
با ارتفاع یکسان وبا فاصله ماده منفجره یکسان 92 
5-3-1 الف: ارتفاع برابر33/3 متربا فاصله خرج 2متر 92 
5-3-2 ب: ارتفاع برابر33/3 متربا فاصله خرج 4متر 92 
5-3-3 ج: ارتفاع برابر33/3 متربا فاصله خرج وسط اولین قوس سازه 93 
5-3-4 الف: ارتفاع برابر4 متربا فاصله خرج 2متر 94 
5-3-5 ب :ارتفاع برابر4 متربا فاصله خرج 4متر 94 
5-3-6 ج:ارتفاع برابر4 متربا فاصله خرج وسط اولین قوس سازه 95 
5-3-7 الف:ارتفاع برابر67/6 متربا فاصله خرج 2متر 96 
5-3-8 ب: ارتفاع برابر67/6 متربا فاصله خرج 4متر 97 
5-3-9 ج: ارتفاع برابر 67/6 متر با فاصله خرج وسط اولین قوس سازه 98 
5-3-10 الف: مقایسه جابجایی با میزان وفاصله خرج یکسان 2متر و ارتفاع متفاوت 99 
5-3-11- ب: مقایسه جابجایی با میزان و فاصله خرج یکسان 4 متر و ارتفاع متفاوت100 
5-3-12- ج: مقایسه جابجایی با میزان و فاصله خرج یکسان در وسط اولین قوس سازه 
در جهت محور X و ارتفاع متفاوت 101 
5-3-13 الف: مقایسه جابجایی با خرج های یکسان، ارتفاع یکسان 33/3 و فاصله 
خرج متفاوت 102 
5-3-14 ب: مقایسه جابجایی با خرج یکسان و ارتفاع 4 متر و فاصله خرج متفاوت 103 
5-3-15 ج: مقایسه جابجایی خرج ها یکسان و ارتفاع 67/6 متر و فاصله خرج 
متفاوت 104 
5-4 کانتور تنش 105 
5-4-1 کانتور تنش برای مدل 33/3 متر با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 105 
5-4-2 کانتور تنش برای مدل 33/3 متر با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری در وسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 106 
5-4-3 کانتور تنش برای مدل 33/3 کیلوگرم با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 106 
5-4-4 کانتور تنش برای مدل 33/3 متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 107 
5-4-5 کانتور تنش برای مدل 33/3 متری با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 107 
5-4-6 کانتور تنش برای مدل 33/3 متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 108 
5-4-7 کانتور تنش برای مدل 33/3 کیلوگرم با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 108 
5-4-8 کانتور تنش برای مدل 33/3 کیلوگرم با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 109 
5-4-9 کانتور تنش برای مدل 33/3 کیلوگرم با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 110 
5-4-10 کانتور تنش برای مدل 4متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 111 
5-4-11 کانتور تنش برای مدل 4متری با50 کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 111 
5-4-12 کانتور تنش برای مدل 4 متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 112 
5-4-13 کانتور تنش برای مدل 4متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 112 
5-4-14 کانتور تنش برای مدل 4متری با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 113 
5-4-15 کانتور تنش برای مدل 4متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 113 
5-4-16 کانتور تنش برای مدل 4متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 114 

5-4-17 کانتور تنش برای مدل 4متری با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 114 
5-4-18 کانتور تنش برای مدل 4متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 115 
5-4-19 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 115 
5-4-20 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با50کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 116 
5-4-21 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 116 
5-4-22 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 117 
5-4-23 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با50 کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 117 
5-4-24 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 118 
5-4-25 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با20کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 118 
5-4-26 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با50 کیلوگرم تی ان تی با فاصله خرج 
متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 119 
5-4-27 کانتور تنش برای مدل 67/6 متری با100کیلوگرم تی ان تی با فاصله 
خرج متفاوت 2متری و4متری ووسط اولین قوس سازه در راستای محور x. 119 
5 -5 تاثیر انفجار بر انرژی جنشی سازه 121 
5-5-1 الف: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله خرج متفاوت و با ارتفاع یکسان 33/3 
متری 121 
5-5-2 ب: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله خرج متفاوت در مدل 4 متری 123 
5-5-3 ج: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله خرج متفاوت در مدل 67/6 متری 125 
5-6 تاثیر انفجار بر انرژی کرنشی سازه 127 
5-6-1 الف: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله خرج متفاوت در مدل 33/3 متر 127 
5-6-2 ب: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله متفاوت در مدل 4 متری 129 
5-6-3 ج: اثر انفجار تحت میزان خرج و فاصله خرج متفاوت در مدل 67/6 متری 131 
فصل ششم – نتیجه گیری و پیشنهادات 
6-1 مقدمه 134 
6-2 محدودیت های این پژوهش 135 
6-3 اهم نتایج به شرح زیر است 135 
6-4 پیشنهاد برای ادامه تحقیق 136 
پیوست (1) 138 
پیوست(2) 153 
منابع و ماخذ 164


فصل اول

مقدمه

1-1 مقدمه

طراحی سازه های مقاومتی در برابر انفجار، چندی است که توجه کارشناسان و مهندسان ساختمان را به خود جلب نموده است. از تولد تکنولوژی انفجار و دانش مربوط به بارهای انفجاری مدت زیادی می گذرد ولی این حیطه از علوم همواره بصورت محرمانه و مخفی بوده است آزمایشات و تحقیقات بسیاری توسط مهندسان و دانشمندان در زیر زمین و یا در پشت حصارهای بلند انجام شده است که نتایج آنها در دسترس هیچ گروه علمی خارج از آن مجموعه قرار نگرفته است اطلاعات بدست آمده توسط سرویسهای امنیتی محدود شده و هرگز به صورت عمومی انتشار نیافته اند. حامیان این تحقیقات را اغلب وزارت دفاع و سرویسهای امنیتی و ….. تشکیل می دهند و شاید به همین دلیل سرعت توسعه و گسترش این فنون در مقایسه با سایر علوم کندتر صورت گرفته است. در گذشته ،خصوصاً پس از جنگ جهانی دوم مطالعات پراکنده ای در این باره انجام شد، ولی تمرکز این مطالعات بیشتر بر روی سازه های نظامی و خاص بود به گونه ای که کمتر به ساختمانهای متعارف پرداخته می شد .

در دهه اخیر شدت فعالیت های حملات تروریستی در سراسر جهان همواره روبه افزایش بوده است و کشورمان ایران نیز از این قاعده مستثنی نبوده و در استان های تهران، فارس و سیستان و بلوچستان در گذشته ای نزدیک شاهد خسارات و تلفات جانی و اقتصادی ناشی از این حملات بوده ایم. اخیراً مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران پیش نویسی تحت عنوان پدافند غیر عامل به منظور کاهش آسیب پذیری نیروی انسانی، ساختمان ها، تاسیسات، تجهیزات، سرمایه ها، اسناد و شریان های کشور در مقابل عملیات خصمانه و مخرب دشمن ارائه نموده است.

در جنگ ها، همواره مناطق مسکونی و غیر نظامی، بر خلاف موازین انسانی مورد تهاجم قرار گرفته و می گیرند، و این حملات خسارات و قربانیان بسیاری بر جای می گذارد. با گسترش روز افزون تهاجم به مناطق شهری، نگرانیهای بسیاری درباره ایمنی و حفاظت ساختمان های شهری و ساکنین آن ها ایجاد شده است و لزوم دستیابی به روش ها و راهکارهایی برای حفاظت ساختمانی در برابر تهدیدات احتمالی را بیش از پیش نمایانگر ساخته است .

از آنجا که سازه های فضاکار مهمترین کاربرد آنها استفاده جهت امکان عمومی و صنعتی، سالن های ورزشی، تالارهای اجتماعات، نمایشگاههای چند منظوره، آشیانهای هواپیما، انبارهای ذخیره مواد ،مراکز فرهنگی و هنری و انواع پایانه های مسافربری و پل ها مورد استفاده قرار میگیرند .اثر انفجار بر روی این سازه موضوع این تحقیق و بررسی قرار گرفته است.

هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد سازه های فضاکار از نوع چیلیک تک لایه در برابر انفجار میباشد. نکتهای که باید به آن اشاره نمود آن است که این سازه ها تا دهانه حدود 26 متر دارای توجیه اقتصادی بوده و برای دهانه های وسیع تر چلیک های دولایه، انتخابی مناسب و دارای صرفه اقتصادی است .به همین منظور مدل مورد بررسی با دهانه 26 متر انتخاب شده است .

1-2 روش انجام کار

در این پایان نامه پس از شبیه سازی هندسی بخشی از سازه، با استفاده از قابلیت تحلیل های انفجاری در ماژول step نرم افزار آباکوس، سازه تحت سه میزان خرج در فواصل متفاوت قرار گرفته و تحلیل خواهد شد. تا پاسخ دینامیکی سازه ارزیابی شود. در این راستا تغییر مکان در سه گره متوالی و بیشینه تنش های سازه در لحظه انفجار و انرژی جنبشی و کرنشی سازه از جمله نتایجی است که تحت ارزیابی و نتیجه گیری قرار خواهد گرفت.

فواصل انتخابی انفجار در دو قسمت داخل و خارج سازه به فاصله 2 متر و 4 متر و در خارج از سازه وسط اولین قوس سازه با خرج های متفاوت 26، 06، 66. کیلوگرم تی ان تی آورده شده است .

به طور کلی این تحقیق در پایان اثر میزان خرج و فاصله انفجاری را در سازه بررسی می نماید .

1-3 فصول پایان نامه

این پایان نامه در هفت فصل گردآوری شده است که به ترتیب از فصل دوم تا آخر معرفی می شود .

فصل دوم- تاریخچه و مبانی انفجار و همچنین تاریخچه و مبانی سازه های فضاکار و بررسی مهمترین نوع این سازه ها که در این پایان نامه چیلیک تک لایه مورد مطالعه قرار گرفت .

فصل سوم- مروری بر تحقیقات انجام شده

فصل چهارم- بارگذاری انفجاری، و مدل سازی عددی و صحت سنجی مدل مورد مطالعه

این فصل به تشریح مبانی بارگذاری انفجاری می پردازد و در این راستا روابطی برای محاسبه فشار ناشی از فرآیند انعکاس موج انفجار و اثر این نیرو بر سازه ها ارائه می نماید. در ادامه مدلسازی عددی به وسیله نرم افزار آباکوس و همچنین صحت سنجی مدل مورد مطالعه تجزیه و تحلیل میگردد .

فصل پنجم- نتایج

این فصل به بررسی و ارائه نتایج حاصل از نرم افزار آباکوس می پردازد در این راستا ابتدا نمودار جابجایی سه گره در سه مدل با نسبت ارتفاع به دهانه متفاوت و با میزان فاصله خرج متفاوت بررسی و سپس کانتور تنش میزان ماکزیمم تنش را در هر مدل نشان می دهد و در آخر جهت بررسی کاملتر میزان انرژی جنبشی و کرنشی سازه در حالات انفجاری مختلف به تصویر کشیده و با یکدیگر مقایسه می شوند .ما حصل این نتیجه گیری بحرانی ترین و مناسب ترین حالت ارتفاعیسازه در برابر انفجار تعیین میگردد .

فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات

این فصل به بیان مشکلات و محدودیت های این پژوهش پرداخته و پس از نتیجه گیری کلی از آنچه در این بررسی مورد مطالعه قرار گرفته پیشنهاداتی را به منظور ادامه این تحقیق ارائه نموده است .

 

فصل دوم

تاریخچه و مبانی انفجار و همچنین تاریخچه و مبانی سازه های فضاکار و بررسی مهمترین نوع این سازه ها

2-1 مقدمه

انفجارها ممکن است توسط انسان بوجود آیند و یا در اثر یک سانحه تراژدیک و دامنه آنها از شلیک یک تفنگ ساده تا سلاح های هسته ای گسترده است. انفجارها می توانند ابزار جنگ باشند و یا اسباب آسایش! انفجارها همانطور که در راه سازی در جهت ایجاد رفاه برای انسان ها بکار گرفته میشوند در جنگ در جهت نابودی آنها استفاده می شوند .

اگرچه تخریب ناشی از انفجار در مقایسه با سایر پدیده ها همچون زلزله از گستردگی کمتری برخوردار بوده و احتمال وقوع آن در شرایط عادی کم می باشد، ولی واقعیتی است که انکار و بیتوجهی نسبت به خطرات ناشی از آن می تواند موجب عواقب جبران ناپذیری گردد .

توجه به این نکته که تخریب ساختمان مهمترین عامل در ایجاد خسارات جانی و مالی ناشی از انفجار می باشد و بر اساس مطالعات انجام شده بیش از 86 درصد تلفات در پدیده انفجار ناشی از تخریب ساختمان بوده و درصدی ناشی از پرتاب ترکش ها و تنها بخش ناچیزی از تلفات ناشی از تأثیر مستقیم انفجار می باشد اهمیت طراحی و ساخت ساختمان های مقاوم در برابر انفجار و مسئولیت سنگین مهندسین طراح سازه را نمایانگر می سازد .

 

 

 

 

2-2 تعریف انفجار

در یک انفجار، انرژی پتانسیل مواد منفجره در مدت زمان بسیار کوتاهی)در حد چند میکرو ثانیه( آزاد شده و انرژی آزاد شده به دو پدیده مجزا ،تشعشعات حرارتی و امواج شوک)در هوا و زمین( تبدیل می گردد. در این بین امواج انفجاری در هوا، عمده ترین دلیل خسارات وارده بر ساختمانها می باشد. این امواج با سرعت مافوق صوت منتشر شده، موجب افزایش فشار محیطی می گردد. پس از برخورد امواج انفجار به نزدیکترین دیوار خارجی ساختمان، پنجره ها شکسته شده، دیوارها و ستونهای خارجی تحت فشار امواج پژواکی تغییر شکل داده و با گسترش امواج سایر وجوه ساختمان نیز تحت تأثیر قرار میگیرند. امواج انفجاری با نفوذ از طریق بازشوها، موجب افزایش فشار در داخل ساختمان شده و اجزای ساختمان و ساکنین را تحت تأثیر قرار می دهد. با نفوذ امواج انفجاری در ساختمان و برخورد با اجزای داخلی، امواج دچار انکسار و انعکاس شده، که این خود موجب افزایش و یا کاهش موضعی فشار در ساختمان، خصوصاً در گوشه های داخلی می گردد. این روند تا زمان انتشار کامل امواج در سراسر ساختمان ادامه می یابد. در پایان، فشار انفجاری به صورت تابعی از زمان و مکان کاهش می یابد، تا به حد فشار محیطی باز گردد .

امواج انفجاری پس از برخورد با یک سطح، پژواک یافته و موجب انتشار امواج پژواکی میگردد، این امواج پس از تداخل اولیه امواجی ایستا، ایجاد می نمایند.)شکل2-.( شدت فشار پژواکی، بیش از فشار اولیه، و تابعی از شدت فشار اولیه و زاویه برخورد بین سطح و صفحه امواج می باشد. پریود فشارهای پژواکی، تابعی از سطح برخورد بوده و در صورتی که امواج انفجاری با سطحی نامحدود برخورد کند، پریود امواج پژواکی برابر با پریود امواج اولیه انفجاری خواهد بود .


 

 

شکل2-1- نمودار موج فشار- زمان برای انفجار در هوای آزاد

زمانی که جبهه امواج به ساختمان برخورد کند، فشار تمام یا بخشی از ساختمان را دربرگرفته و برسطوح ساختمان بار وارد می سازد، که شدت و توزیع بارهای انفجاری بر سازه تابعی از عوامل زیر می باشد:

  1. خصوصیات مواد منفجره، ترکیبات شیمیایی، انرژی آزاد شده و وزن مواد منفجره .
  2. موقعیت مرکز انفجار نسبت به ساختمان .
  3. اندرکنش امواج با زمین، موانع و ساختمان .
  4. هندسه ساختمان .

2-3 مواد منفجره

2-3-. مواد منفجره را می توان بر اساس حالت فیزیکی در سه گروه طبقه بندی نمود:

.- جامد 2- مایع 3- گاز

مواد منفجره جامد اکثراً از قدرت انفجاری بالایی برخوردار بوده، و خصوصیاتش)فشار انفجاری ،انرژی آزاد شده، پریود و …( کاملاً شناخته شده می باشد. مواد منفجره مایع و گاز شامل طیف وسیعی از مواد شیمیایی و سوختها و …. میباشد ، که دارای خصوصیات متفاوتی بوده است. در این گونه مواد منفجره و نیز مواد منفجره جامد با قدرت پائین، واکنشهای شیمیایی به صورت کامل انجام نشده و بخشی از مواد منفجره بدون واکنش باقی می ماند، که در اثر حرارت ناشی از انفجار ،سوخته و انرژی آن به صورت انرژی حرارتی آزاد می گردد که به نوبه خود می تواند موجب آتش سوزی شود، ولی از شدت انفجار می کاهد. اصطلاحاً به این نوع انفجار، انفجار ناقص گفته میشود..

متلاشی شدن مواد منفجره قوی سبب تولید امواج ناگهانی می شود که خردشدگی و پارگی مواد موجود در محل انفجار را به دنبال دارد. احتراق مواد منفجره ضعیف معمولاً سبب تولید موج با دامنه کمتر و زمان دوام بیشتر در مقایسه با مواد منفجره قوی می شود و از انواع آن می توان به باروت اشاره کرد که برای پرتاب موشک یا مواد منفجره ترکیبی از آن استفاده می شود .

دسته بندی این مواد در حالت کلی با توجه به حساسیت آنها نسبت به تحریکات انجام می شود ،خرج اولیه شامل موادی است که در اثر تحریک ساده یک جرقه، شعله یا ضربه منفجر می شود .موادی مانند جیوه منفجر شونده خرج اولیه محسوب می شوند. از این نوع مواد به عنوان چاشنی در مهمات سلاح های گرم استفاده میشود .

خرج ثانویه نیز می تواند منفجر شود، لیکن نه به سادگی خرج اولیه و از انواع آن می توان از TNT نام برد. این مواد در مهمات سلاح های گرم به عنوان خرج اصلی در فشنگ یا بمب بکار می روند زیرا دارای حساسیت کمتر و قدرت تخریب بیشتر هستند .

برای دست یابی به نیازهای ایمنی، اطمینان و کارایی)و نیز توجه به ملاحظات اقتصادی( معمولاً در مسائل کاربردی، هم در زمینه تجاری و هم در زمینه نظامی، مواد منفجره بصورت ترکیبی ساخته میشوند. برای کاربردهای تجاری، مواد منفجره معمولاً از ترکیبات ارزان قیمت ساخته می شوند ،برای مثال ترکیب TNT با نیترات ارزان، این مواد معمولاً عمر مفید محدودی دارند. در کاربردهای نظامی مواد منفجره معمولاً از ترکیب اجزاء گران قیمت)نظیر ترکیبات دوتایی از مواد پایدار مانند TNT و RDX یا HMX و TNT( تولید میشوند و عمر مفید طولانی دارند .

سازمان های تروریستی نوعاً تنها به مقادیر محدودی از مواد منفجره با ترکیبات نظامی نظیر Semtex دسترسی دارند و به همین علت مواد منفجره معمولاً توسط خودشان تولید می شود .

بعنوان مثال از کودهای کشاورزی استفاده می کنند که برای حمله به ساختمان های حساس مقدار کافی از این ماده همانند مواد منفجره قوی عمل می نماید .

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

پایان نامه های موجود در سایت فقط در صورت دریافت پکیج طلایی آباکوس قابل دریافت است.
برای دریافت این پایان نامه و تمامی پایان نامه های سایت، پکیج طلایی آباکوس را خریداری بفرمایید. پس از خریداری پکیج طلایی لینک دانلود پایان نامه ها فعال خواهد شد.
شماره های تماس :
05142241253
09120821418

دریافت پکیج طلایی

————————————————————————————————————————————–