بررسي اندركنش سازه و فونداسيون در ساختمان هاي ضدانفجار

به منظور به حداقل رساندن آسيب هاي ناشي از انفجار و امواج حاصل از انفجار مي بايست تمهيداتي را به كار برد كه پدافند عامل و غير عامل جهت كم كردن اين خسارات در پالايشگاهها و مراكز حساس به كار گرفته ميشود. پدافند عامل عبارت از بكارگيري مستقيم جنگافزار به منظور خنثي نمودن يا كاهش اثرات عمليات خصمانه زميني، هوايي، دريايي و نفوذي بر روي مراكز حساس است. پدافند غير عامل به مجموعه اقداماتي گفته ميشود كه مستلزم بكارگيري جنگ افزار نبوده و با اجراي آن ميتوان از وارد شدن خسارات مالي به تجهيزات و تاسيسات حياتي و حساس نظامي و غير نظامي وتلفات انساني جلوگيري كرد و يا ميزان اين خسارات و تلفات را به حداقل ممكن كاهش داد. يكي از اقدامات پدافند غير عامل ضد انفجار ساختن برخي تاسيسات حساس مانند ساختمان پستهاي اصلي برق است .

آناليز و طراحي سازه هاي ضد انفجار مورد توجه محققين و مهندسين بويژه در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي بوده است. طراحي سازه هاي مقاومدر برابر انفجار در صنعت پتروشيمي در سال  ۱۹۷۶توسط بردفورد و كالبرتون به صورت استاتيكي بيان گرديد .در سال  ۱۹۸۲فربرز روشهاي طراحي ديناميكي سازههاي ضد انفجار را ارائه نمودنيكولاس روزسكي در سال  ۱۹۸۸به بررسي ساختمانهاي كنترل در واحدهاي صنعتي تحت اثر بار انفجار پرداخته و در اين مطالعه بارگذاري سازه، فلسفه طراحي، انتخاب سيستم سازهاي و مصالح ساختماني اين ساختمانها در برابر بار انفجار در شرايط ديناميكي مورد بررسي قرار گرفته است .

با توجه به گسترش پالايشگاهها و همچنين تسليحات هسته اي، بررسي و مطالعه ساختمانهاي ضدانفجار بيش از پيش احساس ميشود. آيين نامه هاي طراحي مختلف ضوابط و معيارهايي جهت طراحي مقاوم سازه در مقابل موج انفجار ارائه نموده اندهدف اين آيين نامه ها تعيين حداقل ضوابط و مقررات براي طرح و اجراي ساختمانها در برابر تهديدهاي انسان ساز ميباشد به طوري كه با رعايت آن انتظار ميرود ساختمانهاي با درجه اهميت حياتي پس از انفجار قابليت خدمت رساني خود را حفظ كرده و ساختمانهاي با درجه اهميت كمتر با درنظر گرفتن ملاحظات اقتصادي و اجتماعي ضمن كاهش تلفات، خسارتهاي سازهاي و غير سازهاي به حداقل قابل قبولي برسد.

انفجار يك عكس العمل شيميايي است و باعث ايجاد امواج هواي سريع ميشود، كه موج انفجار ناميده ميشود. فاصله بين محل انفجار و سازه يك پارامتر پايهاي است و دركاهش اثرات انفجار نقش تعيين كنندهاي دارد. اگر مانعي در سر راه موج انفجار وجود نداشته باشد، حداكثر اضافه فشار ١و زمان تداوم ٢آن با فاصله ازمنبع تغيير ميكند. در سطح زمين امواج انفجار از منبع خود به شكل نيمكره منتشر ميشوند و زمانيكه موج از منبع انفجار دور ميشود، حداكثر اضافه فشار كاهش مي يابد در نتيجه وقتي كه اين فاصله افزايش مي يابد، فشار انفجار به طور محسوسي كاهش مي يابد. بزرگي اين پارامترها به مواد منفجرهاي كه در ساخت بمب استفاده ميشود و همچنين به روش بسته بندي بمب بستگي دارد هر چند كه اين پارامترها هميشه قابل كنترل نيستند. معمولا اندازهبمب به وزن تي ان تي ٣استفاده شده در ساخت آن بستگي دارد. بارهاي ناشي از انفجار، انتقالي و سريع هستند، بنابراين شكل پذيري و پريود طبيعي ارتعاش سازه، پاسخ سازه را در انفجار تعيين ميكنند. پريود طبيعي ميتواند با استفاده از روش آئين نامه  UBCمحاسبه شود.به طور كلي ساختمان-هاي بلند، داراي فركانس كم و در مبحث زمان تداوم بار انفجار، زمان پاسخ طولانيتري دارند. در رايطه با مصالح مورد استفاده در ساخت، المانهاي شكل پذير فلزي و بتن مسلح ميتوانند مقدار زيادي انرژي را جذب و مقدار زيادي خمش را بدون شكست تحمل كنند. المانهاي ساخته شده از مصالح  ترد مثل شيشه، آجر، چوب و چدن با كوچكترين تغيير شكلي ميشكنند. المانهاي انعطافپذير مانند كفها و تيرهاي دهانه بزرگ با جرم زياد مي-توانند مقدار زيادي از انرژياي كه به وسيله بار انفجار به آنها ميرسد را جذب كنند، از طرف ديگر المانهاي صلب يا سبك دهانه كوتاه از لحاظ جذب انرژي بسيار ضعيف هستند و به طور ناگهاني شكسته ميشوند. همچنين سازههاي سنگين پاسخ بهتري از سازه هاي سبك در مقابل بار انفجار دارند.

امواج فشاري به دليل برخورد با ساختمانها و يا موانع ديگر منعكس و شكسته ميشوند. اين امواج داراي نفوذ زيادي هستند و ميتوانند به زيرِ زمين،بالاي ساختمانها و تمام ساختمانهاي اطراف راه يابند و آنها را در معرض اضافه فشار قرار دهند. هنگاميكه امواج انفجار به طور مستقيم به ساختمان برخورد ميكنند، منعكس ميشوند و فشار موثر اعمال شده به وجه ساختمان تقويت ميشود. باتوجه به آنكه در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي با سازه هاي حساس روبرو هستيم؛ لزوم بررسي اين نوع از سازهها در برابر انفجار بيش از پيش احساس ميشود. طراحي صحيح اين سازهها با توجه به اهميت ويژه ازنقطه نظر ايمني و مباحث فني توجه مهندسين را به خود جلب كرده است. بررسي اثر اندركنش سازه و فونداسيون بر رفتار سازه از لحاظ ايمني و اقتصادي دارای  اهميت ميباشد.

منبع : مهسا جنتي ،محمدرضا محموديان

برچسب :بررسي اندركنش سازه و فونداسيون در ساختمان هاي ضدانفجار