کتاب طراحی سازه‌های فولادی در برابر انفجار

کتاب طراحی سازه‌های فولادی در برابر انفجار

موضوع بارهای انفجار در گذشته مختص سازه‌های نظامی و امنیتی بود. اما امروزه با تغییر روند زندگی مردم و استفاده از مواد قابل اشتعال و همچنین مواد قابل انفجار در منازل مسکونی، اهمیت توجه و به طراحی سازه‌ها در برابر انفجار را روشن می‌سازد.

علاوه بر آن، تجربیات پدافند غیر عامل لزوم گسترش این تجربیات را در ساختمان‌های شهری ایجاب می‌کند.

همچنین، اقدامات تروریستی و بمب گذاری‌های سال‌های اخیر در سراسر دنیا نیز این مهم را روشن‌تر و با اهمیت‌تر کرده است. در حال حاضر منابع فارسی جامع و کافی برای بررسی سازه‌ها در برابر بارهای انفجار مخصوصا سازه‌های فولادی موجودی نیست، و معمولا مهندسان در محاسبات با مشکل مواحه خواهد شد.

هدف از تالیف کتاب

هدف از این راهنما ترویج دانسته‌ها و ارائه نظریه‌های اساسی در زمینه مقاومت سازها در برابر اتفجار و جلوگیری از تخریب پیش رونده  با ذکر مثال‌های طراحی است، به نحوری که مهندسان سازه و معماران بتواند بسادگی و به طور موثر از آن بعهده گیرند.

در حال حاضر مشاوران ایمنی به کمک کارفرما، آسیب پذیری‌های مختص یک تاسیسات معین را ارزیابی کرده و سطح مناسب و قابل ریسک ایمنی را تعیین می‌کنند. بر اساس مطالعه ارزیابی ریسک، می‌توان موقعیت و میزان تهدید انفجار را تعیین نمود.

سپس مشاوران انفجار فشارهای حاصل از انفجار را محاسبه کرده و طراحی انجام شده توسط مهندس قبلی را بررسی می‌کنند. اگه طراحی دارای عدم کفایت تشخیص داده شود، مشاور انفجار توصیه می‌کند که طراحی ارتقا پیدا کند و این بازبینی‌ها در نقشه های ساخت اعمال می‌شوند. توصیه می‌شود که مشاور ایمنی و مشاور انفجار تا حد امکان در مراحل ابتدایی فرآیند برنامه ریزی و طراحی وارد شوند.

در این راهنما اطلاعات کافی برای مهندسان اجرایی سازه همراه با پیش زمینه‌ای درمورد دینامیک سازه برای تعامل با مشاوران انفجار ارائه شده است تا طراحی‌ها به نحوی موثر و کاربردی انجام گیرد.

سپس مهندس طراح قبلی می‌تواند با طراحی سازه‌ای بر اساس فشارهای انفجار ارائه شده توسط مشاور انفجار پیش برود. مشابه آنچه در هر طراحی نهایی توسط یک مشاور انفجار ذیصلاح و با تجربه در زمینه طراحی سازه‌های مقاوم در برابر انفجار بررسی شود.

این راهنما به فصل‌های زیر تقسیم می‌شود

فصل دوم:

انفجارهای خارجی را معرفی کرده و برروی موج انفجار تمرکز می‌کند- نه برروی بارگذاری پرتابه‌ای یا قطعه‌ای. این فصل بارهای ایجاد شده به وسیله یک انفجار بزرگ در مجاورت سازه شامل نمی‌شود.

فصل سوم

سیر تحول اسناد مرتبط با طراحی سازه‌ها برای بارگذاری انفجاری را معرفی کرده و درباره عوامل مرتبط با طراحی برای حفاظت ساختمان راهکارهایی ارائه می‌کند.

فصل چهارم

روش‌های تحلیل دینامیکی را معرفی کرده، درجات آزادی چندگانه را به یک سیستم یک درجه آزادی ساده سازی کرده و پاسخ دینامیکی را برای بارهای تعریف شده تعیین می‌کند. این فصل همچنین درباره استفاده از نرم افزارهای مهندسی سازه برای حل مسائل ساده چند درجه آزادی توضیح می‌دهد.

فصل پنجم:

پاسخ کلی سیستم سازه ای یک ساختمان در برابر بارگذاری انفجار را معرفی می‌کند.

فصل ششم :

طراحی عضو، حالت‌های گسیختگی و معیارهای طراحی شامل نفوذ، گسیختگی برشی و خمشی را معرفی می‌کند.

فصل هفتم :

طراحی اتصال فولادی برای بارگذاری انفجاری را معرفی می‌کند.

فصل هشتم مفاهیم اساسی خرابی پیش رونده را توضیح می‌دهد. طراحی برای خرابی پیش رونده مستقل از طراحی انفجار است زیرا این خرابی می‌تواند ناشی از سایر رخدادهای ممکن مانند آتش، ضربه و غیره باشد.

فهرست مطالب کتاب طراحی سازه‌های فولادی در برابر انفجار

پیشگفتار

فصل اول / مقدمه

۱-۱. تاریخچه سوانح

۱-۱-۱. سوانح انفجار

۱-۱-۲. سوانح خرابی پیش رونده

۱-۲. ویژگی‌های اثرات انفجار

۱-۳. مقایسه اثر انفجار و اثر لرزه‌ای بر سازه

فصل دوم / بارهای انفجار

مقدمه

۲-۱. پارامترهای انفجار

۲-۲. سناریوهای تهدید مواد منفجره

۲-۳. پدیده انفجار

۲-۳-۱. پارامترهای کلیدی

۲-۴. تخمین بار انفجار

۲-۴-۱. روابط تجربی

۲-۴-۲. بارهای خارجی

۲-۴-۳. بارهای داخلی

۲-۴-۴. روش‌های تحلیلی

۲-۵. بارهای وارد بر سازه

۲-۵-۱. شکل‌های بار معادل

۲-۵-۲. بارهای پسا

۲-۵-۳. بارهای سطحی بازتاب نشده

۲-۵-۴. حفاظت و بازتاب

۲-۵-۵. بارهای جانبی خالص

۲-۵-۶. فاز منفی

۲-۵-۷. بارهای داخلی ناشی از نفوذ

۲-۶. منابع معتبر برای تخمین بار انفجار

۲-۷. مثال طراحی

فصل سوم / معیارهای طراحی برای ساختمان‌ها

۳-۱. روش‌های ارزیابی تهدید

۳-۱-۱. گزارش DOJ

۳-۱-۲. معیارهای ایمنی GSA

۳-۱-۳. معیارهای طراحی ایمنی ISC

۳-۱-۴. معیارهای تاسیسات متحد

۳-۱-۵. معیارهای وزارت امور خارجه آمریکا

۳-۱-۶. معیارهای اضافی

۳-۲. اجرای خوب

۳-۲-۱. ملاحظات خارجی

۳-۲-۲. ملاحظات داخلی

فصل چهارم / پاسخ سازه به بارهای انفجار

۴-۱. توصیف بارگذاری انفجار

۴-۲. سیستم‌های یک درجه آزادی

۴-۳. پاسخ انفجار سیستم‌های الاستیک یک درجه آزادی

۴-۳-۱. تحلیل تاریخچه زمانی

۴-۳-۲. راه حل نموداری

۳-۳-۴. حل به روش انرژی

۴-۴. تحلیل پاسخ یک درجه آزادی غیرخطی

۴-۴-۱. روش‌های تاریخچه زمانی

۴-۴-۲. حل‌های نموداری

۴-۴-۳. روش‌های انرژی

۴-۵. سازه‌های چند درجه آزادی

۴-۶. نرم افزار

فصل پنجم / طراحی سیستم‌های سازه‌ای مقاوم در برابر انفجار

۵-۱. روش انرژی

۵-۲. ساده‌سازی بر اساس پارامترهای دینامیکی

۵-۳. مثال‌های طراحی

فصل ششم / تحلیل و طراحی اعضای سازه‌ای مقاوم در برابر انفجار

۶-۱. مشخصات مصالح فولادی برای طراحی انفجار

۶-۱-۱. ضریب افزایش مقاومت (SIF)

۶-۱-۲. ضریب افزایش دینامیکی (DIF)

۶-۱-۳. تنش طراحی دینامیکی

۶-۲. معیارهای طراحی جهت طراحی در برابر انفجار

۶-۲-۱. ترکیبات بار

۶-۲-۲. مقاومت– نهایی

۶-۲-۳. معیارهای تغییرشکل

۶-۳. مودهای گسیختگی

۶-۳-۱. گسیختگی عضو

۶-۳-۲. کشش

۶-۳-۳. فشار

۶-۳-۴. برش

۶-۳-۵. خمش

۶-۳-۶. نیروهای ترکیبی

۶-۴. مثال‌های طراحی

فصل هفتم / طراحی اتصالات برای سازه‌های مقاوم در برابر انفجار

۷-۱. ملاحظات کلی

۷-۲. مسئولیت طراحی

۷-۳. شکل‌پذیری اتصال

۷-۴. مقاومت اتصال

۷-۴-۱. مقاومت لازم

۷-۴-۲. مقاومت موجود

۷-۵. اتصالات پیچی

۷-۵-۱. اتصالات برشی

۷-۵-۲. اتصالات کششی

۷-۶. اتصالات جوش شده

۷-۶-۱. فلزات پرکننده

۷-۶-۲. تضمین کیفیت

۷-۶-۳. کاربردهای کشش

۷-۶-۴. کاربردهای خمشی

۷-۷. مهاربندی و اتصالات خمشی

فصل هشتم / مقاومت در برابر خرابی پیش رونده

۸-۱. مرور کلی

۸-۱-۱. تعریف خرابی پیش رونده

۸-۱-۲. توضیح مختصری درباره مساله طراحی/تحلیل

۸-۱-۳. مفاهیم پایه

۸-۲. آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌های تحلیل و طراحی

۸-۲-۱. مقدمه

۸-۲-۲. دستورالعمل‌های اداره خدمات عمومی ایالات متحده

۸-۲-۳. معیارهای وزارت دفاع

۸-۲-۴. استانداردهای بریتانیایی

۸-۳. روش‌های تحلیل برای خرابی پیشرونده

۸-۳-۱. مفاهیم تحلیل

۸-۳-۲. تحلیل پوش آور استاتیکی غیرخطی: روش تعادل انرژی

۸-۳-۳. تحلیل دینامیکی غیرخطی: روش تاریخچه-زمانی

۸-۴. توصیه‌ها

۸-۴-۱. توصیه‌های تشریحی

۸-۴-۲. توصیه‌های طراحی کلی

۸-۵. مثال طراحی

۶-۸ خلاصه مثال

نمادها

منابع و مآخذ کتاب طراحی سازه‌های فولادی در برابر انفجار