Fulltext

Single Degree of Freedom Analysis Method forSteel BeamsUnder Blast PressureUsing Nonlinear Resistance Function with Strain Rate Effects

Haitham AL-THAIRY

Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل
ISSN: 19920652 23128135 Year: 2017 Volume: 25 Issue: 1 Pages: 298-313
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Abstract

This paper presents and validates a single degree of freedom (SDOF)analysis method of steel beamssubjected to airs blast loadsinduced by explosions. The method usesa quasi-static non-linear resistance function of beams under uniformly distributed pressure.The non-linear resistance function has been implemented in a single degree of freedom analysis procedure to determine the nonlineardisplacement –time history of the steel beams subjected to air blast pressure.Strain rate effects have been accounted for usingthe well-known Cowper Symonds equation by differentiating the corresponding strain rate equations. Thesuggested SDOF analysis method was validated against the available experimental tests results using two W sections steel beams subjected to different values of the blast pressures and impulses. The validation results have indicated the accuracy and reliability of the suggested method to predict the nonlinear response of steel beamsunder transverse air blast pressure.

يهدف هذا البحث الى عرض و تدقيق طريقة للتحليل الديناميكي للعتبات الفولاذية المعرضة الى ضغط عصف الهواء الناجم من الانفجارات وذلك باستخدام طريقة التحليل ذات درجة حرية احادية ( (SDOF. تستخدم الطريقة المقترحة دالة مقاومة غير خطية للاحمال العرضية الموزعة بانتضام بالاعتماد على التحليل شبه الاستاتيكي و من ثم توضيف هذه الدالة في طريقة تحليل ديناميكي احادي درجة الحرية لايجاد علاقة غير خطية للازاحة الجانبية للعتبات الفولاذية مع الزمن . تم ادخال تاثير نسبة الانفعال ضمن التحليل الديناميكي وذلك باستخدام دالة Cowper Symonds equation المعروفة عالميا . تم التحقق من دقة الطريقة المقترحة وذلك بمقارنة النتائج المستحصلة من الطريقة المقترحة مع النتائج المختبرية المتوفرة لعتبتين فولاذيتين بمقاطع W و معرضة لقيم مختلفة من الضغط و النبضات الناجمة من العصف . بينت نتائج المقارنةدقة و موثوقية الطريقة المستخدمة في توقع و ايجاد التصرف غير الخطي للعتبات الفولاذية تحت الضغط العرضي لعصف الهواء الناجم من الانفجار

Keywords

Blast pressure --- SDOF method --- steel beams --- nonlinear response --- resistance function --- experimental tests --- ضغط الانفجار، طريقة SDOF، العتبات الفولاذية، الاستجابة غير الخطية، دالة المقاومة، النتائج المختبرية.