Ocena odporności konstrukcji żelbetowej na działanie wybuchu

W publikacji przedstawiono sprawdzenie za pomocą analizy numerycznej, jaki wpływ na odporność konstrukcji żelbetowej ma użycie betonu wyższej klasy oraz zastosowanie osłony pochłaniającej część energii fali uderzeniowej. Analiza nawiązuje do znanego z literatury eksperymentu, dotyczącego płyt żelbetowych narażonych na działanie niekontaktowego wybuchu. Płyty różniły się między sobą klasą betonu oraz brakiem lub zastosowaniem dodatkowej osłony pochłaniającej część fali uderzeniowej. Problem rozwiązano Metodą Elementów Skończonych (MES). W poszczególnych wariantach analizy uwzględniono przestrzenny model płyt, nieliniowości geometryczne, sprężysto-plastyczny model betonu ze zniszczeniem, współpracę betonu ze zbrojeniem, warunki brzegowe, opcjonalne występowanie osłon o różnych rozmiarach oraz dynamiczne wymuszenie w postaci ciśnienia fali uderzeniowej. Równania ruchu całkowano metodą różnic centralnych, a narzędziem obliczeniowym był program ABAQUS. Uzyskane po przeprowadzonej serii obliczeń rezultaty dostarczają pewnej wiedzy na temat możliwości podniesienia odporności konstrukcji na działanie wybuchu. W analizie wyników zwrócono uwagę na rozkład stref uszkodzeń konstrukcji, przemieszczenia oraz poziom energii pochłoniętej przez analizowaną konstrukcję i opcjonalnie występującą osłonę.

This paper deals with checking through the numerical analysis what influence on reinforced concrete resistance has concrete of higher class and application of a shield absorbing portion of a shock wave. The analysis refers to an experiment known from literature regarding reinforced concrete slabs exposed to open-air explosion. The slabs differed in concrete class and lack, or use, of an extra shield absorbing portion of the shock wave. The problem was solved by application of the Finite Elements Method. The slab spatial model, geometric nonlinearity, concrete damaged plasticity model, concrete interaction with the reinforcement, boundary conditions, optional application of variable dimension shields and dynamic loading in form of the shock wave pressure were considered in particular analysis variants. The motion equations were being integrated by application of the central-difference method and the calculation tool applied was there ABAQUS software. The results obtained from a series of calculations performed provide some knowledge on a possibility to increase resistance of a structure to blast. Attention was focused, during results analysis, on distribution of the structure damage zones, displacements and level of energy absorbed by the analysed structure and optional shield.