ارزیابی الگوی بارگذاری مستطیلی در تحلیل غیر خطی پلهای با عرشه مختلط تحت اثر بار انفجار

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 5، دوره 26، شماره 2، شهریور 1394، صفحه 67-84   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v26i2.20451

نویسندگان

علیرضا حبیبی^* ؛ نیما خالدی

دانشگاه کردستان

چکیده

با وجود پیشرفت های چشم‌گیری که در مورد تحلیل انفجار وجود دارد، کاربردهای تحلیل غیرخطی سازه ها تحت اثر انفجار به قاب ها محدود می‌شود و رفتار سازه ای پل‌ها تحت انفجار موضوعی است که در سال های اخیر توجه محققان را به‌خود جلب نموده است. تحلیل دینامیکی غیرخطی می تواند دقیق ترین پاسخ های سازه را تحت اثر انفجار نتیجه دهد ولی استفاده از آن در بیشتر موارد به‌دلیل پیچیدگی و زمان های محاسباتی بیش از حد آن منطقی نیست.روش بار افزون به‌عنوان یک راه حل مناسب و جالب برای تحلیل غیرخطی به‌دلیل سادگی و توانایی آن برای تخمین تقاضای تغییرشکل با دقت قابل‌قبول بدون تلاش محاسباتی و مدل‌سازی حجیم تحلیل دینامیکی غیرخطی مطرح است. در این تحقیق، یک الگوی بار‌‌گذ‌اری مستطیلی برای تخمین پاسخ های غیرخطی پل‌های مرکب تحت اثر انفجار با استفاده از روش بار افزون توسعه داده می شود. به این منظور ابتدا یک روش مؤثر برای معادل‌سازی استاتیکی بارگذاری انفجار پیشنهاد می‌گردد و سپس به ارزیابی دقت تحلیل استاتیکی غیرخطی براساس الگوی بارگذاری توسعه‌یافته پرداخته می شود. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از آن است که روش پیشنهادی می تواند به ‌سادگی برای تخمین محافظه کارانه ی تغییرمکان حداکثر پل‌های فولادی با عرشه‌ی مختلط در اثر بارگذاری انفجار به‌‌کار رود.

کلیدواژه‌ها

تحلیل دینامیکی غیر خطی؛ تحلیل استاتیکی غیر خطی؛ بارگذاری انفجار؛ پلهای با عرشه مختلط؛ طیف

مراجع

Earnshaw, S., “On the mathematical theory of sound”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Vol. 150, pp. 133-148, (1860).

2. Lamb, H., “Hydrodynamics”, Cambridge University Press, Cambridge, (1895).

3. Hopkinson, B., “British Ordnance Board Minutes Report No. 13565”, (1915).

4. Taylor, G. I., “Notes on the Dynamics of Shock Waves from Bare Explosive Charges”, Paper written for Civil Defense Research Committee Paper, UK Ministry of Home Security, (1940).

5. Taylor, G. I., “The Propagation and Decay of Blast Waves”, Paper written for Civil Defense Research Committee Paper, UK Ministry of Home Security, (1941).

6. Taylor, G. I., “The Propagation of Blast Waves over the Ground”, Paper written for Civil Defense Research Committee Paper, UK Ministry of Home Security, (1941).

7. Department of Defense (DoD), “Structures to resist effect of accidental explosions (TM-5-1300)”, US Department of the Army Navy and Air Force, Washington (DC), (1990).

8. Department of Defense (DoD), “Fundamental of protective design for conventional weapons (TM-5-855-1)”, US Department of the Army Navy and Air Force, Washington (DC), (1986).

9. Federal Management Agency, “Reference Manual to Mitigate Potential Terrorist Attacks Against Buildings (FEMA 426)”,FEMA, Washington (DC), (2003).

10. Federal Management Agency, “Primer for Design of Commercial Building to Mitigate Terrorist Attacks (FEMA 427)”,FEMA ,Washington (DC), (2003).

11. Federal Management Agency, “Primer to Design Safe School Projects in Case of Terrorist Attacks (FEMA 428)”,FEMA, Washington (DC), (2003).

12. American Society of Civil Engineers (ASCE),“Design of Structures to Resist Nuclear Weapons Effects (Manual NO 42)”,ASCE, New York, (1985).

13. American Society of Civil Engineers (ASCE),“Design of Blast Resistant Buildings in Petrochemical Facilities”, ASCE, New York, (1997).

14. American Society of Civil Engineers (ASCE),“Structural Design for Physical Security: State of the Practice”, ASCE, Reston, VA, (1999).

15. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), “Bridge Security Guidelines, AASHTO, Washington (DC), (2011).

16. Yazdani, N., Anwarul Islam, A. K. M., “Performance of AASHTO girder bridges under blast loading”, Engineering Structures, Vol. 30, pp. 1922-1937, (2008).

17. Fujikara, S., Bruneau, M., “Blast resistant of seismically designed bridge piers”, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, (2008).

18. Abdelahad, F. A., Arockiasamy, M., “Analysis of Blast/Explosion Resistant Reinforced Concrete Solid Slab and T-beam bridges”, MSc Thesis, Florida University, (2008).

19. Deng, R. B., Jin, X. L., “Numerical Simulation of Bridge Damage under Blast Loads”, WSEAS Transactions on Computers, Vol. 9, pp. 1564-1574, (2009).

20. Tokal-Ahmed, Y. M., Najm, H. S., “Response of Bridge Structures Subjected to Blast Loads and Protection Techniques to Mitigate the Effect of Blast Hazards on Bridges”, PhD Thesis, State University of New Jersey, (2009).

21. Zhou, F., Arockiasamy, M., “Blast/Explosion Resistant Analysis of Composite Steel Girder Bridge System”, MSc Thesis, Florida University, (2009).

22. Tang, E. K. C., Hao, H., “Numerical simulation of a cable-stayed bridge response to blast loads, Part I:Model development and response calculations”, Engineering Structures, Vol. 32, pp. 3180-3192, (2010).

23. Son, J., Lee, H. J., “Performance of cable-stayed bridge pylons subjected to blast loading”, Engineering Structures, Vol. 33, pp. 1133-1148,(2011).

24. Bodaghi, M., Damanpack, A. R., Aghdam, M. M., Shakeri, M., “Non-linear active control of FG beams in thermal environments subjected to blast loads with integrated FGP sensor/actuator layers”, Composite Structures, Vol. 94 (12), pp. 3612–3623, (2012).

25. Nassr, A. A., GhaniRazaqpur, A., Tait, M. J., Campidelli, M., Foo, S., “Strength and stability of steel beam columns under blast load”, International Journal of Impact Engineering, Vol.55, pp. 34–48, (2013).

26. Carta, G., Stochino, F., “Theoretical models to predict the flexural failure of reinforced concrete beams under blast loads”, Engineering Structures, Vol. 49,pp. 306–315, (2013).

27. American Association of State Highway and transportation Officials (AASHTO), “Recommendation for Bridge and Tunnel Security”, AASHTO Blue Ribbon Panel on Bridge and Tunnel Security, (2003).

28. ABAQUS 6.10 User Manual, ABAQUSInc., (2010).

29. Chung, W., Sotelino, E. D., “Nonlinear Finite-Element Analysis of Composite Steel Girder Bridges”, ASCE journal of structural engineering, Vol. 131(2),pp. 304-313, (2005).

30. Kathol, S., Azizinamini, A., Luedke, J., “Strength capacity of steel girder bridges”, Nebraska Department of Roads (NDOR) Research Project No.RES1 90099, Nebraska Department of Roads, Lincoln, NE, (1995).