سازه های مقاوم در برابر انفجار

سازه مقاوم در برابر انفجار نوعی ساختمان یا تأسیسات است که برای به حداقل رساندن آسیب و محافظت از ساکنان در صورت وقوع انفجار طراحی شده است. این سازه ها معمولاً در صنایعی مانند پتروشیمی، نفت و گاز، نظامی و سایر محیط های پرخطر که امکان انفجار وجود دارد، استفاده میشوند. ویژگیهای کلیدی سازه های مقاوم در برابر انفجار ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• انتخاب مواد: استفاده از موادی با خواص مقاوم در برابر انفجار مانند بتن مسلح و فولاد برای مقاومت در برابر ضربه موج انفجار.
• تقویت: تقویت سازه از طریق استفاده از عناصر تکیه گاه اضافی مانند ستون ها، تیرها و دیوارها برای افزایش استحکام و پایداری کلی ساختمان.
• پنجره ها و درب های مقاوم در برابر انفجار: نصب پنجره ها و درهایی با طراحی خاص که میتوانند فشار و ضربه ناشی از انفجار را تحمل کنند.
• سیستم های تهویه: ترکیب سیستم های تهویه ای که امکان آزادسازی کنترل شده انرژی انفجار را برای جلوگیری از آسیب های ساختاری فراهم می کند.
• جذب شوک: ادغام مواد یا سیستم های ضربه گیر برای اتلاف انرژی تولید شده در اثر انفجار.
• چیدمان فضایی: طراحی استراتژیک چیدمان داخلی برای به حداقل رساندن تاثیر انفجار بر سرنشینان، تضمین مسیرهای تخلیه امن و مناطق پناه.
• فاصله ایستادن: طراحی سازه به گونه ای که از منابع احتمالی انفجار مانند فرآیندهای خطرناک یا تأسیسات ذخیره سازی فاصله کافی داشته باشد.
• تست: برخی از سازه های مقاوم در برابر انفجار برای تایید عملکرد خود در شرایط انفجار شبیه سازی شده تحت آزمایش قرار میگیرند.

سازه های مقاوم در برابر انفجار در حفاظت از جان انسانها و زیرساختهای حیاتی در محیط هایی که خطر انفجار وجود دارد، حیاتی هستند. آنها معمولاً در تأسیسات صنعتی که در آن مواد خطرناک جابجا میشوند و همچنین در تأسیسات نظامی و سایر موارد با امنیت بالا استفاده میشوند.

چه موادی در برابر انفجار مقاوم هستند؟

مواد مختلفی در ساخت سازه های مقاوم در برابر انفجار استفاده میشود تا توانایی آنها جهت مقاومت در برابر ضربه انفجار افزایش یابد. انتخاب مواد به عواملی مانند بزرگی انفجارهای بالقوه، الزامات خاص سازه و محدودیتهای بودجه بستگی دارد. در اینجا برخی از موادی که معمولاً به دلیل خاصیت مقاومت در برابر انفجار استفاده میشوند آورده شده است:

• بتن مسلح: بتن مسلح یک ماده پرکاربرد در ساخت و سازهای مقاوم در برابر انفجار است. ترکیبی از آرماتورهای فولاد و بتن، استحکام و دوام بالایی را فراهم میکند و به سازه کمک میکند تا در برابر نیروهای ناشی از انفجار مقاومت کند.
• فولاد: فولاد به دلیل استحکام و شکل پذیری بالا اغلب در سازه های مقاوم در برابر انفجار گنجانده میشود. میتواند انرژی حاصل از انفجار را جذب و توزیع کند و تاثیر آن بر ساختار کلی را کاهش دهد.
• لمینت شیشه ای: لمینت های شیشه ای مقاوم در برابر انفجار برای مقاومت در برابر ضربه و فشار ناشی از انفجار طراحی شده اند. این ورقه ها معمولاً از چندین لایه شیشه و لایه های پلیمری تشکیل شده اند که به جذب انرژی و جلوگیری از خرد شدن کمک می کنند.
• آجر: مصالح بنایی مسلح و دیوارهای آجری تقویت شده میتوانند مقاومت خوبی در برابر انفجار ایجاد کنند. استفاده از عناصر تقویت کننده در مصالح بنایی به افزایش توانایی سازه در جذب و اتلاف انرژی کمک میکند.
• مواد کامپوزیتی: برخی از مواد کامپوزیتی پیشرفته مانند پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) ممکن است در ساختارهای مقاوم در برابر انفجار استفاده شوند. این مواد ترکیبی از استحکام، وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه میدهند.
• لاستیک و الاستومرها: لاستیک و مواد الاستومری را میتوان برای کاربردهای مقاوم در برابر انفجار بویژه در طراحی ضربه گیرها و سیستم های عایق استفاده کرد. این مواد میتوانند انرژی تولید شده در اثر انفجار را جذب و کاهش دهند.
• پلی یوریا: پوششهای پلی اوره را میتوان بر روی سطوح اعمال کرد تا مقاومت آنها در برابر انفجار افزایش یابد. این پوششها از تکه تکه شدن لایه های زیرین خود محافظت میکنند و میتوانند به کاهش اثرات امواج انفجار کمک کنند.
• پارچه های مقاوم در برابر انفجار: برخی سازه ها ممکن است از پارچه ها یا غشاهای تخصصی استفاده کنند که برای جذب انرژی و جلوگیری از نفوذ ترکشها در صورت انفجار طراحی شده اند.

توجه به این نکته ضروری است که طراحی و ساخت سازه های مقاوم در برابر انفجار اغلب شامل ترکیبی از این مواد با در نظر گرفتن الزامات خاص پروژه است. علاوه بر این، اصول مهندسی مانند چیدمان مناسب، هندسه و فاصله در ایجاد طرح های مؤثر مقاوم در برابر انفجار بسیار مهم هستند.

طراحی مقاوم در برابر انفجار چیست؟

طراحی مقاوم در برابر انفجار به فرآیند برنامه ریزی، مفهوم سازی و ساخت سازه ها و تأسیسات با هدف اصلی به حداقل رساندن آسیب و محافظت از ساکنان در صورت وقوع انفجار اشاره دارد. اصول و ملاحظات کلیدی در طراحی مقاوم در برابر انفجار عبارتند از:

• درک بارگذاری انفجار: مهندسان و طراحان سناریوهای انفجار احتمالی را برای درک ماهیت و بزرگی بارگذاری انفجاری که یک سازه ممکن است تجربه کند، تجزیه و تحلیل می کنند. این امر شامل در نظر گرفتن عواملی مانند نوع انفجار، فاصله از منبع انفجار و ویژگیهای مواد منفجره است.
• انتخاب مواد: انتخاب مواد با خواص مقاوم در برابر انفجار بالا برای فرآیند طراحی اساسی است.
• تقویت سازه: سازه های مقاوم در برابر انفجار اغلب شامل تقویت عناصر اصلی سازه مانند ستونها، تیرها و دیوارها برای افزایش استحکام و پایداری آنها می شود. این تقویت به سازه کمک میکند تا در برابر ضربه و نیروهای دینامیکی ناشی از انفجار مقاومت کند.

پیشنهاد میکنیم تست کنید: محاسبه سرانگشتی نخاله ناشی از تخریب ساختمان

طراحی مقاوم در برابر انفجار یک رویکرد چند رشته ای است که معماران، مهندسین سازه، دانشمندان مواد و دیگر کارشناسان را برای ایجاد سازه هایی که ایمنی ساکنان در محیط های پرخطر را در اولویت قرار میدهند، درگیر میکند. هدف فرآیند طراحی ایجاد توازن بین عملکرد، مقرون به صرفه بودن و ایمنی برای ایجاد سازه هایی است که قادر به مقاومت در برابر اثرات رویدادهای انفجاری هستند.

منابع: totalshield.com و redguard.com و minearc.com