بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با لحاظ اندرکنش آب و سازه تحت اثر بارگذاری ناشی از موج انفجار به روش LBE

پرویز, محسن; آریان پور, یاسر; مهیمنی موسوی, سید محمدرضا

doi:10.30478/jcsm.2021.256826.1175

بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با لحاظ اندرکنش آب و سازه تحت اثر بارگذاری ناشی از موج انفجار به روش LBE

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، موسسه آموزش عالی لیان، بوشهر، ایران

² دانشکده فنی و مهندسی، موسسه آموزش عالی لیان، بوشهر، ایران

10.30478/jcsm.2021.256826.1175

چکیده

با توجه به اهمیت مخازن بتنی مسلح و همچنین با توجه به اینکه حملات تروریستی روبه رشد می باشد، در این تحقیق به بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با تی ان تی و فواصل مختلف با لحاظ اندرکنش آب و سازه تحت اثر بارگذاری ناشی از موج انفجار پرداخته شده است. از مهمترین اهداف این تحقیق می توان به بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با تی ان تی و فواصل مختلف اشاره نمود. در این پژوهش از روش LBE برای بارگذاری انفجار استفاده شده است. مدل سازی مخزن با نرم افزار اجزای محدود LS-DYNA انجام شده است. مقادیر 20، 40، 60 و 80 کیلوگرم تی ان تی در فواصل مختلف 3، 5/4، 6 و 5/7 متری از مخزن بتنی در دو حالت مدفون با غیرمدفون شبیه سازی شده و بیشینه تنش و فشار اعمالی به مخزن بتنی در دو حالت مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. از مهمترین نتایج این تحقیق می توان به افزایش 14%، 33%، 35% و 41% فشار وارده به مخزن به ترتیب با 2/1 ، 4/1، 6/1 و 8/1 برابر کردن مقدار تی ان تی در حالت غیرمدفون در فاصله 3 متری اشاره نمود. همچنین حداکثر فشار وارده به مخزن در حالت مدفون در فاصله 3 متری نیز به ترتیب با افزایش 13%، 23%، 30% و 36% همراه بوده است. در حقیقت نتایج بدست آمده از شبیه سازی بیانگر تاثیر خاک به عنوان پوشش محافظتی در کاهش فشار وارده به مخزن می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تحلیل و طراحی سازه های بتنی

عنوان مقاله [English]

Performance Investigation of a Reinforced Concrete Reservoir Containing Fluid by Considering Fluid-Structure Interaction (FSI) under Blast Loading by LBE Method

نویسندگان [English]

mohsen parviz ¹
yaser arianpour ¹
Seyed Mohammad Reza Moheymani Mousavi ²

¹ Department of Engineering, Lian Institute of Higher Education, Bushehr, Iran

² Department of Engineering, Lian Institute of Higher Education, Bushehr, Iran

چکیده [English]

In light of the importance of reinforced concrete reservoirs, as well as the increasing number of terrorist attacks, this study attempts to evaluate the performance of reinforced concrete reservoirs containing a fluid with response to TNT explosion at different distances while considering the Fluid-structure interaction (FSI) in relation to the loading impact from the blast wave. The LBE method in the LS-DYNA software was used for this research. The amounts of TNT used are 20, 40, 60, and 80 Kg at distances of 3, 4.5, 6 and 7.5 meters from the top of a concrete reservoir in simulated buried and non-buried situations. One of the most important results of this research is an increase of 14%, 33%, 35% and 41% of pressure in the blast impact on the reservoir with respectively 1.2, 1.4, 1.6 and 1.8 times of the TNT amount in the buried situation at a distance of 3 meters. Furthermore, the maximum pressure on the reservoir in the buried state at a distance of 3 meters was associated with an increase of 13%, 23%, 30% and 36%, respectively. The simulation results also illustrate the effect of soil as a protective cover in reducing the blast impact on the reservoir.

کلیدواژه‌ها [English]

Fluid
Concrete Reservoir
Reinforced Concrete
FSI
Explosion. LS-DYNA

مراجع

[1] Rotter, M. (1990). Local Collapse Of Axially Compressed Pressurized Thin Steel Cylinders. Journal Of Structural Engineering, 116(7), 1955- 1970.

[2] Hu, K., Zhao, Y. (2016). Numerical Simulation Of Internal Gaseous Explosion Loading In Large-Scale Cylindrical Tanks With Fixed Roof. Thin Walled Structures, 105, 16-28.

[3] Nobakht Namin, A. (2012). Buckling Of Stiffened Thin-Walled Cylindrical Shells Under Axial Compression With Symmetrical Imperfections. Journal Of Structural Engineering And Geotechnics, 2(2), 19-28.

[4] Akatsuka, H., & Kobayashi, H. (2010). Fire Of Petroleum Tank, Etc. By Niigata Earthquake.

[5] Atkinson G. (2011). Blast Damage To Storage Tanks And Steel Clad Buildings. Process Saf Environ Prot, 89, 382-90.

[6] Parisi, F., Augenti, N. (2012). Influence Of Seismic Design Criteria On Blast Resistance Of RC Framed Buildings: A Case Study. Engineering Structures, 44, 78-93.

[7] Lysmer, J. And Kuhlemeyer, R.(1969). Finite Dynamic Model For Infinite Media”, Journal Of Eng. Mech. Div ASCE, EM24, PP 859- 877.

[8] Lysmer, J. And Wass, G. (1972). Shear Waves In Plane Infinite Structures, Journal Of Eng. Mech Div.ASCE Emi, PP85_105.

[9] Taylor, G.I. (1939).The Propagation And Decay Of Blast Waves,” UK Home Office, ARP Dept. RC 39.

[10] Son, J., Astaneh-Asl, A. And Rutner, M. (2005). Performance Of Bridge Decks Subjected To Blast Load, The 6th Japanese-German Bridge Symposium, Munich, Germanyc.

[11] Astaneh-Asl, A., Heydari, C. And Zhao, Q. (2003). Analysis Of Car-Bomb Effects On Buildings Using MSC-Dytran Software And Protective Measures, Proceedings Of The MSC Software Virtual Product Development Conference, Dearborn, Michigan, October 13-15.

[12] Luccioni B.M. And Luege, M. (2006). Concrete Pavement Slab Under Blast Loads, 1248-1266, 32(8).

[13] Sezena, H., Livaoglub, R., Dogangunc, A. (2008). Dynamic Analysis And Seismic Performance Evaluation Of Above-Ground Liquid-Containing Tanks. Engineering Structures, 30, 749-803.

[14] Tabaeh Izadi, I., Hosayn Chaman, M., 2, Karimidoost, M. S. (2015). A New Scheme To Retrofit Steel Tanks Against Blast Loading: International Conference On Science And Engineering, Dubai.

[15] Zhang, B.Y., Li,H.H., Wang, W. (2015). 0Numerical Study Of Dynamic Response And Failure Analysis Of Spherical Storage Tanks Under External Blast Loading. Loss Prevention In The Process Industries, 34, 209-217.

[16] Chen, J.F., Rotter, G.M., Teng, J.G. (2005). Strengthening Silos And Tanks Against Elephant`S Foot Buckling. Fourth International Conference On Advances In Steel Structures, Shanghai, China.

[17] Soheyli, M. R., Akhaveissy, A. H., & Mirhosseini, S. M. (2016). Large-Scale Experimental And Numerical Study Of Blast Acceleration Created By Close-In Buried Explosion On Underground Tunnel Lining. Shock And Vibration.

[18] Tabaeh Izadi, I., Hosayn Chaman, M., 2, Karimidoost, M. s. (2015). A new scheme to retrofit steel tanks against blast loading: international conference on science and engineering, Dubai.

[19] Alsayed, Saleh H., Elsanadedy, H.M., Al-Zaheri, Zaki M., Al-Salloum, Yousef A., Abbas, H. (2016). Blast response of GFRP –strengthened infill masonry walls. Construction and Building Materials, 115, 438-451.