Mesh dependency phenomenon in the nonlinear behavior of RC members under the blast loading

Abstract

اگرچه داده‌های آزمایشگاهی اطلاعات ارزشمندی را در خصوص رفتار اعضای بتن‌آرمه و پاسخ پسماند آنها ارائه می‌دهند، اما این آزمایشات چه به صورت مقیاس‌شده و چه در مقیاس واقعی از یک سو پرهزینه و وقت‌گیر بوده و از سوی دیگر، روندهای ارائه‌شده در طراحی و بررسی رفتار اعضا تحت اثر انفجار در دسترس نمی‌باشد. در حال حاضر، با استفاده از روش تحلیل اجزاء محدود غیرخطی، با یک زمان و هزینه کمتر، می‌توان پاسخ کامل اعضای بتن‌آرمه را تحت هرگونه شرایط بارگذاری از جمله انفجار بدست آورد. ظرفیت باربری یک عضو بتن‌آرمه وابسته به اندازه المان و نوع مش‌بندی گفته می‌شود هنگامی که مقادیر تخمینی وابسته به اندازه عضو باشند. در حقیقت وابستگی مقدار بار گسیختگی به اندازه المان به آزاد شدن انرژی الاستیک ذخیره‌شده به سبب انتشار ترک که نهایتا منجر به گسیختگی برشی تیر بتن‌آرمه می‌گردد، نسبت داده می‌شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر اندازه المان در تحلیل غیرخطی اعضای بتن‌آرمه و دستیابی به پاسخ این سئوال می‌باشد که رفتار اعضای بتن‌آرمه تحت اثر انفجار آیا وابسته به اثرات ابعاد المان می‌باشد یا خیر. این هدف با مقایسه مقادیر آزمایشگاهی و نتایج مدلسازی عددی و پیش‌بینی‌شده دنبال می‌شود. نتایج حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهند که اجزاء مربعی منجر به نتایج نزدیک‌تر به واقعیت می‌شوند. بطور مثال، شبکه‌بندی مربعی با 7 درصد خطا در مقاومت نهایی و شکل‌پذیری در قیاس با نمونه آزمایشگاهی نزدیک‌ترین پاسخها را ارائه نموده است. همچنین بررسی در مورد ابعاد بهینه شبکه بیانگر آن است که یک اندازه مشخصه 25 میلیمتر برای اعضای بتن‌آرمه، مناسب‌ترین گزینه است