Behavior of Above Ground Reinforced Concrete Tanks under Blast Loading Considering Fluid–Structure Interaction

مخازن بتنی روزمینی به دلیل موقعیت قرارگیری آشکار، در معرض تهدیدات خارجی همچون بارهای انفجاری قرار دارند. ارزیابی واقع‌بینانه از رفتار این سازه‌ها مستلزم در نظرگیری پدیده پیچیده اندرکنش سیال و سازه است. این پژوهش به بررسی عددی پاسخ مخازن استوانه‌ای‌شکل بتنی تحت‌تأثیر انفجار، با تمرکز بر اثرات متغیرهای کلیدی: میزان پرشدگی مخزن (خالی، نیمه‌پر و پر) و الگوی توزیع فشار هیدرواستاتیک سیال (یکنواخت و غیریکنواخت) می‌پردازد. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس انجام شده و پاسخ‌های سازه‌ای شامل بیشینه تنش فون میسز، بیشینه جابه‌جایی، انرژی جنبشی و شاخص آسیب پارک - انگ مورد تحلیل قرار گرفتند. یافته‌ها به‌وضوح نقش‌محوری حضور سیال را در تعدیل پاسخ سازه نشان می‌دهند. به‌طوری‌که شرایط مخزن پر در مقایسه باحالت خالی، منجر به کاهش چشمگیر ۴۱ درصدی در تنش ماکزیمم، ۹۰ درصدی در جابه‌جایی، 9/8 درصدی در انرژی جنبشی و 4/15 درصدی در شاخص آسیب شد. در مقابل، تخلیه مخزن تأثیر معکوس داشته و این مقادیر را به ترتیب 1/18، 2/31، 1/4 و ۱۷ درصد افزایش داد. همچنین، تغییر الگوی توزیع فشار سیال از حالت یکنواخت به مثلثی (غیریکنواخت)، اگرچه باعث کاهش 3/84 درصدی جابه‌جایی و 1/4 درصدی انرژی جنبشی گردید، اما از سوی دیگر شاهد افزایش 6/35 درصدی تنش و 5/2 درصدی شاخص خرابی بودیم. نتایج این مطالعه بر ضرورت مدل‌سازی دقیق اندرکنش سیال - سازه و در نظرگیری شرایط بهره‌برداری مخزن (میزان پرشدگی و الگوی فشار) در طراحی و ارزیابی مقاومت این قبیل سازه‌ها در برابر بارهای شدید دینامیکی مانند انفجار تأکید می‌نماید.