بررسی اثرات ناشی از انفجار بر ساختمان‌های دارای سیستم دیوار‌برشی‌فولادی طراحی‌شده برای مقاومت در برابر بارهای متعارف لرزه‌ای

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده‌ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف

2 گروه مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

3 گروه سازه و زلزله، دانشکده عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

با توجه به وقوع حوادث متعدد تروریستی در سالیان اخیر، در این مقاله رفتار قاب‌های فولادی با سیستم مقاوم جانبی دیوار برشی فولادی تحت انفجار‌های مختلف بررسی می‌شود. بدین منظور تعداد 20 قاب با تعداد طبقات و عرض‌های مختلف طراحی شده‌ و سپس هرکدام در نرم افزار اجزاء محدود اپنسیس مدل‌سازی و تحت 4 سناریوی انفجاری، تحلیل دینامیکی غیرخطی شده‌اند. دریفت، شتاب بام و نیز شکل‌پذیری دیوار برشی، تحت بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که سیستم مذکور تحت انفجار، در سازه‌های بلند‌، رفتار مناسب‌تری نسبت به سازه‌های کوتاه‌ دارد. علاوه‌بر‌آن در این نوع بارگذاری، مود غالب در سازه‌های بلند‌مرتبه، خمشی، سازه‌های کوتاه‌، برشی و در سازه‌های با ارتفاع متوسط، خمشی - برشی است. همچنین ملاحظه می‌شود که در سازه‌های با ارتفاع متوسط و بلند، حداکثر شتاب افقی بام در ارتعاش آزاد رخ می‌دهد؛ در حالی‌که در سازه‌های کوتاه، این مقدار حین بارگذاری تجربه می‌شود. علاوه بر‌ این، برای کلیه‌ی سازه‌ها، حداکثر جابجایی افقی بام، در ارتعاش آزاد رخ می‌دهد، به‌طوری‌که با افزایش تعداد طبقات، این مقدار دیرتر اتفاق می‌افتد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the Blast Resistance of Seismically Designed Steel Plate Shear Wall Frames

نویسندگان [English]

  • Hassan Moghaddam 1
  • mohammad shabanlou 2
  • Amir Saedi Daryan 3
1 Professor, Faculty of Civil Engineering , Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
2 Structural Engineering, Civil Engineering, Sharif university of technology, tehran, Iran
3 Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

During recent years, the occurrence of terrorist attacks and explosive events has increased the need to investigate the response of structures under blast loading. Due to the nature of blast loading, a lateral resisting system must damp energy to behave properly against blast loading. Steel plate shear wall system which has a high level of stiffness, flexibility, and energy absorption can be used as a means of lateral resisting system against blast loading. In order to gain a better understanding of responses of the buildings and lateral resisting systems with different characteristics, the study of the behavior of the lateral resisting systems under blast loading conditions is essential. In order to reach the aforementioned goal, 20 seismically designed steel frames with a number of stories of 3, 6, 9, 12 and 15 and different widths were modeled and analyzed under four explosive scenarios in OpenSees software (nonlinear dynamic analysis). The response of stories drift and acceleration, as well as the ductility ratio of the steel plate shear wall, are studied. The results of the study showed that tall buildings with steel plate shear wall system has behaviors far better than short buildings. Dominant behavioral mode of tall, medium height, and short buildings are flexural, combined shear and flexure, and shear modes, respectively. It is also observed that in medium and high-rise structures, the maximum horizontal acceleration of roof occurs in free vibration, while in low-rise structures, this amount is experienced during loading. In addition, for all structures, the maximum horizontal displacement of the roof occurs in free vibration, so that with the increasing number of stories, this amount occur later. In the other part of the study, it was shown that in the same way, as we know for SDOF systems, in MDOF structures, the usual damping in systems with no control device is not significantly affected by the structure response to the explosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Steel Plate Shear wall
  • Blast Loading
  • Nonlinear Analysis
  • Finite Element Method