• مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار
    03
    12

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار

    نمای کرتین وال به دلیل این که آخرین پوسته ای است که روی ساختمان قرار دارد، اولین عنصر دفاعی ساختمان در برابر انفجار می‌باشد که اگر از مقاومت کافی در برابر انفجار برخوردار باشد این نیروها توسط دستک‌ها و کمربندی‌ها به تیرهای جانبی و ستون‌ها منتقل شده و توسط فونداسیون به زمین منتقل می‌شود. اما اگر نمای کرتین والدر برابر انفجار مقاوم نباشد و دچار آسیب شود، موج انفجار وارد ساختمان شده و تلفات انسانی و مالی را به شدت افزایش می‌دهد. با توجه به این که نماهای شیشه ای مانند نمای کرتین وال، نمای شیشه ای فریم لس و تمامی نماهایی که از شیشه بهره می‌برند مقاومت کافی در برابر انفجار را ندارند می‌توان توسط روش‌های گوناگون این نماها را ضد انفجار و یا مقاوم در برابر انفجار نمود. نتایج نشان می‌دهد بهترین عملکرد را در مدل‌های شیشه لمینیت، مدل بازشو کرکره‌ای هم‌پوشانی شده داشته است. بعد از آن می‌توان از مدل دو لایه شیشه لمینیت فنردار نام برد.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


    به علت گسترش حملات تروریستی در سرتاسر دنیا، نیاز به سازه‌های امن با آسیب‌پذیری هر چه کمتر رو به افزایش است. نماهای شیشه ای به علت ویژگی‌های معماری و زیبایی که فراهم می‌کنند غالبا در سازه‌ها استفاده می‌شوند، در شیشه که ماده‌ای کاملا ترد و شکننده می‌باشد و اگرچه دارای مقاومت فشاری نسبتا بالایی است اما مقاومت کششی آن محدود بوده و به همین علت مقاومت بسیار کمی در برابر امواج انفجار دارد. از طرف دیگر زمانی که این نوع شیشه ها می‌شکنند و گسیخته می‌شوند، به ترکش های بسیار تیز و خطرناکی تبدیل می‌شوند که دارای سرعت بالایی نیز می‌باشند. تاریخ نشان داده است که اکثر مصدومین ناشی از انفجارها به علت همین ترکش‌ها بوده است (2001 Smith .(همچنین بر اساس حوادث روی داده، می‌توان گفت شیشه‌های پنجره‌های ساختمان ضعیف‌ترین قسمت سازه در مقایسه با دیگر اعضای سازه‌ای هستند و در نتیجه آسیب‌پذیرترین آنها در برابر امواج انفجاری خواهند بود (2013 Zhang Xihong .(باید توجه داشت که اولین عنصر دفاعی ساختمان در برابر انفجار، نمای ساختمان می‌باشد که اگر از مقاومت کافی در برابر انفجار برخوردار باشد، نیروی زلزله توسط دستک‌ها و کمربندی‌ها به تیرهای جانبی و ستون‌ها منتقل شده و توسط فونداسیون به زمین منتقل می‌شود. حال اگر نمای ساختمان در برابر انفجار مقاوم نباشد و دچار آسیب شود، فشار و موج حاصل از انفجار به طور مستقیم وارد سازه شده که می‌تواند باعث صدمات جدی به ساکنین و خود سازه شود. بنابراین می‌توان گفت طراحی مناسب نمای سازه در برابر انفجار اثر قابل‌توجهی در کاهش صدمات مالی و جانی خواهد داشت. از طرف دیگر، این اثبات شده است که استفاده از شیشه‌های لمینیت در نمای کرتین وال در کاهش این خطرات بسیار موثر می‌باشند (2012. al. et and Hooper (و در حال حاضر برای حفاظت از ساکنین ساختمان از آن استفاده می‌شود. این نوع شیشه ها دارای مقاومت قابل توجهی در برابر بار‌های انفجاری، حتی بعد از شکسته شدن لایه‌های شیشه، هستند. در این راستا تمرکز تحقیق حاضر روی انواع روش‌های اجرایی مقاوم‌سازی نماهای با شیشه لمینیت در برابر انفجار می‌باشد. استاندارد انجمن آزمایش و مصالح آمریکا (09-2248 F ASTM ،(معیار تسهیالت متحد شده آمریکا -010-4 UFC 01 و 02-340-3 UFC و راهنمای خطرات شیشه ای انگلستان (Guide Hazard Glazing ( جدیدترین استانداردهای استفاده شده در طراحی نماهای شیشه ای در برابر انفجار می‌باشند. اما از آن جایی که این استانداردها بر اساس تحلیل سیستم یک درجه آزادی معادل ساده شده می‌باشند، دارای طراحی‌های محافظه کارانه هستند.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


    البته شیشه‌ها‌ سکوریت و لمینیت می‌توانند عملکرد بسیار ویژه‌ای در این زمینه ارائه دهند؛ زیرا زمانی که شیشه سکوریت می‌شکند، به تکه‌های بسیار کوچکی تبدیل شده و به علت لمینیت بودن سر جای خود می‌ایستند.
    9-2248 F ASTM چهارچوب خاصی را برای طراحی نمای کرتین وال و در کل نماهای شیشه ای در برابر انفجار با استفاده از شیشه های لمینیت و عایق‌بندی شده فراهم کرده است. باید ابتدا برای یک مقدار خاص ماده منفجره و فاصله معین، بار طراحی معادل انتخاب شود. سپس بایستی برای بدست آوردن ضخامت شیشه لمینیت، نمودار مربوطه از -1300 E ASTM 09a انتخاب شود. بنابراین این استاندارد تنها برای شیشه‌های لمینیت با لایه درونی PVB کاربرد دارد و کارایی شیشه‌های لمینیت با مواد مختلف ارزیابی نشده است. از طرف دیگر این نمودارهای طراحی محدود به شیشه های لمینیت با طول و عرض حداکثر 5 و 4 متر هستند. 01-010-4 UFC مقاومت انفجاری را برای شیشه های لمینیت برای یک بار انفجاری خاص با استفاده از تحلیل دینامیکی، آزمایش‌ها و روش ارائه شده در 09-2248 F ASTM ارائه کرده است. بر طبق استاندارد 01-010-4 UFC علاوه بر شیشه های لمینیت، شیشه های پلی کربنات نیز می‌توانند با روش این استاندارد طراحی شوند. 02-340-3 UFC تنها به طراحی نماهای شیشه ای کامل یکپارچه در برابر انفجار پرداخته است. نمودارهای طراحی این استاندارد می‌توانند ضخامت شیشه را با توجه به فشار و مدت زمان تداوم فاز فشاری انفجار، تعیین کنند و در ضمن حداکثر طول و عرض در نظر گرفته شده به ترتیب برابر با 3 و 5.1 متر می‌باشد. اما استاندارد Hazard Glazing UK با در نظر گرفتن رفتار بعد از ترک شیشه تحت اثر بارهای انفجاری، روش واقع‌بینانه‌تری را برای طراحی نماهای شیشه ای لمینیت به کار گرفته است.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


     

    نتیجه‌گیری

    نتایج اصلی را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:
    - مشاهده شده است که مقاومت لایه درونی شیشه نمای کرتین وال اثر مهمی بر پاسخ شیشه لمینیت تحت بارگذاری‌های انفجاری شدید دارد. شیشه لمینیت باید به گونه‌ای طراحی شود که با پاره شدن لایه میانی گسیخته شوند تا حداکثر ایمنی مطلوب حاصل گردد.
    - نکته مهم این است که پنل‌های نمای شیشه ای از جمله نمای شیشه ای فریم لس باید به گونه‌ای طراحی شوند که شکستن و گسیختگی شیشه و لایه درونی آن قبل از گسیختگی در تکیه‌گاه‌ها یا همان ناحیه قاب باشد تا سطح ایمنی مطلوب حاصل شود. از این رو، خواص مواد شیشه، لایه درونی و درزگیر در اتصال شیشه به قاب، نقش مهمی را در مقاومت انفجاری بازی می‌کنند.
    - استفاده از فنر و میراگر در پشت شیشه‌های معمولی نمای کرتین وال به علت ترد و شکننده بودن شیشه، اثری بر کاهش آسیب ندارد و این در حالی است که فنرها در شیشه های لمینیت به علت خواص شکل‌پذیری بالای آنها بسیار تاثیرگذار است.
    - بهترین عملکرد را در مدل‌های شیشه لمینیت، مدل بازشو کرکره ای هم‌پوشانی شده داشته است. بعد از آن می توان از مدل دو لایه شیشه لمینیت فنردار نام برد.
    - بدترین عملکرد را بین مدل‌های ذکر شده مدل بازشو کرکره ای باز داشته است که نه تنها اثر مثبتی در کاهش اثر موج انفجار نداشته بلکه باعث تقویت و تشدید آن نیز شده است.

  • مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار
    03
    12

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار

    نمای کرتین وال به دلیل این که آخرین پوسته ای است که روی ساختمان قرار دارد، اولین عنصر دفاعی ساختمان در برابر انفجار می‌باشد که اگر از مقاومت کافی در برابر انفجار برخوردار باشد این نیروها توسط دستک‌ها و کمربندی‌ها به تیرهای جانبی و ستون‌ها منتقل شده و توسط فونداسیون به زمین منتقل می‌شود. اما اگر نمای کرتین والدر برابر انفجار مقاوم نباشد و دچار آسیب شود، موج انفجار وارد ساختمان شده و تلفات انسانی و مالی را به شدت افزایش می‌دهد. با توجه به این که نماهای شیشه ای مانند نمای کرتین وال، نمای شیشه ای فریم لس و تمامی نماهایی که از شیشه بهره می‌برند مقاومت کافی در برابر انفجار را ندارند می‌توان توسط روش‌های گوناگون این نماها را ضد انفجار و یا مقاوم در برابر انفجار نمود. نتایج نشان می‌دهد بهترین عملکرد را در مدل‌های شیشه لمینیت، مدل بازشو کرکره‌ای هم‌پوشانی شده داشته است. بعد از آن می‌توان از مدل دو لایه شیشه لمینیت فنردار نام برد.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


    به علت گسترش حملات تروریستی در سرتاسر دنیا، نیاز به سازه‌های امن با آسیب‌پذیری هر چه کمتر رو به افزایش است. نماهای شیشه ای به علت ویژگی‌های معماری و زیبایی که فراهم می‌کنند غالبا در سازه‌ها استفاده می‌شوند، در شیشه که ماده‌ای کاملا ترد و شکننده می‌باشد و اگرچه دارای مقاومت فشاری نسبتا بالایی است اما مقاومت کششی آن محدود بوده و به همین علت مقاومت بسیار کمی در برابر امواج انفجار دارد. از طرف دیگر زمانی که این نوع شیشه ها می‌شکنند و گسیخته می‌شوند، به ترکش های بسیار تیز و خطرناکی تبدیل می‌شوند که دارای سرعت بالایی نیز می‌باشند. تاریخ نشان داده است که اکثر مصدومین ناشی از انفجارها به علت همین ترکش‌ها بوده است (2001 Smith .(همچنین بر اساس حوادث روی داده، می‌توان گفت شیشه‌های پنجره‌های ساختمان ضعیف‌ترین قسمت سازه در مقایسه با دیگر اعضای سازه‌ای هستند و در نتیجه آسیب‌پذیرترین آنها در برابر امواج انفجاری خواهند بود (2013 Zhang Xihong .(باید توجه داشت که اولین عنصر دفاعی ساختمان در برابر انفجار، نمای ساختمان می‌باشد که اگر از مقاومت کافی در برابر انفجار برخوردار باشد، نیروی زلزله توسط دستک‌ها و کمربندی‌ها به تیرهای جانبی و ستون‌ها منتقل شده و توسط فونداسیون به زمین منتقل می‌شود. حال اگر نمای ساختمان در برابر انفجار مقاوم نباشد و دچار آسیب شود، فشار و موج حاصل از انفجار به طور مستقیم وارد سازه شده که می‌تواند باعث صدمات جدی به ساکنین و خود سازه شود. بنابراین می‌توان گفت طراحی مناسب نمای سازه در برابر انفجار اثر قابل‌توجهی در کاهش صدمات مالی و جانی خواهد داشت. از طرف دیگر، این اثبات شده است که استفاده از شیشه‌های لمینیت در نمای کرتین وال در کاهش این خطرات بسیار موثر می‌باشند (2012. al. et and Hooper (و در حال حاضر برای حفاظت از ساکنین ساختمان از آن استفاده می‌شود. این نوع شیشه ها دارای مقاومت قابل توجهی در برابر بار‌های انفجاری، حتی بعد از شکسته شدن لایه‌های شیشه، هستند. در این راستا تمرکز تحقیق حاضر روی انواع روش‌های اجرایی مقاوم‌سازی نماهای با شیشه لمینیت در برابر انفجار می‌باشد. استاندارد انجمن آزمایش و مصالح آمریکا (09-2248 F ASTM ،(معیار تسهیالت متحد شده آمریکا -010-4 UFC 01 و 02-340-3 UFC و راهنمای خطرات شیشه ای انگلستان (Guide Hazard Glazing ( جدیدترین استانداردهای استفاده شده در طراحی نماهای شیشه ای در برابر انفجار می‌باشند. اما از آن جایی که این استانداردها بر اساس تحلیل سیستم یک درجه آزادی معادل ساده شده می‌باشند، دارای طراحی‌های محافظه کارانه هستند.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


    البته شیشه‌ها‌ سکوریت و لمینیت می‌توانند عملکرد بسیار ویژه‌ای در این زمینه ارائه دهند؛ زیرا زمانی که شیشه سکوریت می‌شکند، به تکه‌های بسیار کوچکی تبدیل شده و به علت لمینیت بودن سر جای خود می‌ایستند.
    9-2248 F ASTM چهارچوب خاصی را برای طراحی نمای کرتین وال و در کل نماهای شیشه ای در برابر انفجار با استفاده از شیشه های لمینیت و عایق‌بندی شده فراهم کرده است. باید ابتدا برای یک مقدار خاص ماده منفجره و فاصله معین، بار طراحی معادل انتخاب شود. سپس بایستی برای بدست آوردن ضخامت شیشه لمینیت، نمودار مربوطه از -1300 E ASTM 09a انتخاب شود. بنابراین این استاندارد تنها برای شیشه‌های لمینیت با لایه درونی PVB کاربرد دارد و کارایی شیشه‌های لمینیت با مواد مختلف ارزیابی نشده است. از طرف دیگر این نمودارهای طراحی محدود به شیشه های لمینیت با طول و عرض حداکثر 5 و 4 متر هستند. 01-010-4 UFC مقاومت انفجاری را برای شیشه های لمینیت برای یک بار انفجاری خاص با استفاده از تحلیل دینامیکی، آزمایش‌ها و روش ارائه شده در 09-2248 F ASTM ارائه کرده است. بر طبق استاندارد 01-010-4 UFC علاوه بر شیشه های لمینیت، شیشه های پلی کربنات نیز می‌توانند با روش این استاندارد طراحی شوند. 02-340-3 UFC تنها به طراحی نماهای شیشه ای کامل یکپارچه در برابر انفجار پرداخته است. نمودارهای طراحی این استاندارد می‌توانند ضخامت شیشه را با توجه به فشار و مدت زمان تداوم فاز فشاری انفجار، تعیین کنند و در ضمن حداکثر طول و عرض در نظر گرفته شده به ترتیب برابر با 3 و 5.1 متر می‌باشد. اما استاندارد Hazard Glazing UK با در نظر گرفتن رفتار بعد از ترک شیشه تحت اثر بارهای انفجاری، روش واقع‌بینانه‌تری را برای طراحی نماهای شیشه ای لمینیت به کار گرفته است.
     

    مقاومت نمای کرتین وال در برابر انفجار


     

    نتیجه‌گیری

    نتایج اصلی را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:
    - مشاهده شده است که مقاومت لایه درونی شیشه نمای کرتین وال اثر مهمی بر پاسخ شیشه لمینیت تحت بارگذاری‌های انفجاری شدید دارد. شیشه لمینیت باید به گونه‌ای طراحی شود که با پاره شدن لایه میانی گسیخته شوند تا حداکثر ایمنی مطلوب حاصل گردد.
    - نکته مهم این است که پنل‌های نمای شیشه ای از جمله نمای شیشه ای فریم لس باید به گونه‌ای طراحی شوند که شکستن و گسیختگی شیشه و لایه درونی آن قبل از گسیختگی در تکیه‌گاه‌ها یا همان ناحیه قاب باشد تا سطح ایمنی مطلوب حاصل شود. از این رو، خواص مواد شیشه، لایه درونی و درزگیر در اتصال شیشه به قاب، نقش مهمی را در مقاومت انفجاری بازی می‌کنند.
    - استفاده از فنر و میراگر در پشت شیشه‌های معمولی نمای کرتین وال به علت ترد و شکننده بودن شیشه، اثری بر کاهش آسیب ندارد و این در حالی است که فنرها در شیشه های لمینیت به علت خواص شکل‌پذیری بالای آنها بسیار تاثیرگذار است.
    - بهترین عملکرد را در مدل‌های شیشه لمینیت، مدل بازشو کرکره ای هم‌پوشانی شده داشته است. بعد از آن می توان از مدل دو لایه شیشه لمینیت فنردار نام برد.
    - بدترین عملکرد را بین مدل‌های ذکر شده مدل بازشو کرکره ای باز داشته است که نه تنها اثر مثبتی در کاهش اثر موج انفجار نداشته بلکه باعث تقویت و تشدید آن نیز شده است.