محاسبه فشار مبنای انفجار و مدت زمان دوام – علیرضا فاروقی

راهنمای محاسبه فشار مبنای انفجار و مدت زمان دوام یکی از منابع بسیار مهم برای مهندسان عمران، طراحان سازه، و کارشناسان ایمنی در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی است. این کتابچه تخصصی با استناد به مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان و نشریه ۷۲۲ مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی تدوین شده و به صورت دقیق به محاسبه فشارهای ناشی از انفجار و تعیین مدت زمان دوام این فشارها در سطوح خطر مختلف می‌پردازد.
در شرایطی که پروژه‌های عمرانی با خطرات ناشی از انفجار مواجه هستند، دانستن روش‌های استاندارد محاسباتی برای تعیین فشار مبنای انفجار و مدت زمان دوام، نقش مهمی در ایمنی سازه ایفا می‌کند. این منبع، به زبان ساده و کاملاً مهندسی، روش‌های مورد تأیید آیین‌نامه را در اختیار طراحان و مهندسان قرار می‌دهد.

تألیف: علیرضا فاروقی – استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق

🔹 اهمیت مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان

مبحث ۲۱ با عنوان ایمنی در برابر انفجار به طراحی سازه‌ها در برابر فشارهای ناشی از حوادث انفجاری می‌پردازد. در این مبحث، جداول و دستورالعمل‌هایی برای محاسبه فشار مبنای انفجار و زمان دوام انفجار ارائه شده است. این اطلاعات به مهندسان کمک می‌کند تا مقاومت سازه‌ها را در برابر شرایط بحرانی ارزیابی و ایمنی آنها را تضمین کنند.
جدول ۳-۱-۲۱ مبحث ۲۱ یکی از منابع اصلی این جزوه است که سطوح خطر مختلف، فشارهای متناظر و مدت دوام آنها را به تفکیک ارائه می‌دهد. اما برای استفاده دقیق از این اطلاعات، نیاز به درک کامل نحوه محاسبه و استخراج داده‌ها از روی پروژه واقعی وجود دارد که این جزوه به طور کامل به آن می‌پردازد.

🔹 محتوای جزوه

این راهنما به صورت مرحله‌ای و دقیق به معرفی روش‌های محاسبه پرداخته و شامل مباحث زیر است:
1️⃣ تعریف فشار مبنای انفجار: تشریح فشارهای ناشی از انفجارهای درون زمینی و سطحی و تفاوت آنها با فشارهای معمول.
2️⃣ روش محاسبه فشار بر اساس مبحث ۲۱: آموزش فرمول‌ها و ضرایب لازم برای محاسبه فشار مبنای انفجار بر حسب میزان خرج انفجار و فاصله انفجار.
3️⃣ بررسی مدت زمان دوام: تعیین مدت زمانی که فشار انفجار به سطح سازه وارد می‌شود و نقش آن در طراحی المان‌های سازه‌ای.
4️⃣ تأثیر سطوح خطر مختلف: ارائه جداول استاندارد برای سطوح خطر (کم، متوسط، زیاد) و نحوه انتخاب مقادیر مناسب.
5️⃣ کاربرد نشریه ۷۲۲: مرور دستورالعمل‌های این نشریه به عنوان منبع تکمیلی و تطبیق آن با مبحث ۲۱ برای نتایج دقیق‌تر.

🔹 روش‌های محاسباتی گام‌به‌گام

این جزوه با ارائه مثال‌های عملی، نحوه محاسبه فشار مبنای انفجار را به صورت عددی توضیح می‌دهد. به عنوان نمونه:

• ابتدا مقدار خرج انفجار بر حسب کیلوگرم ماده منفجره تعیین می‌شود.
• سپس با استفاده از فرمول‌های ارائه‌شده و در نظر گرفتن فاصله انفجار از سازه، مقدار فشار اولیه به دست می‌آید.
• در نهایت، با توجه به سطح خطر مورد نظر (کم، متوسط یا زیاد) و مشخصات پروژه، زمان دوام انفجار محاسبه می‌شود.
  این مراحل به طراح کمک می‌کند تا به صورت دقیق، بارهای ناشی از انفجار را در مدل‌های نرم‌افزاری (مانند SAP یا ETABS) وارد کرده و تحلیل سازه را انجام دهد.

🔹 اهمیت ایمنی در طراحی سازه

یکی از مهم‌ترین اهداف طراحی سازه‌های مقاوم در برابر انفجار، حفاظت از جان افراد و کاهش خسارات مالی است. حوادث انفجاری می‌توانند به دلیل انفجار گاز، مواد شیمیایی یا حتی عملیات تروریستی رخ دهند. بنابراین، رعایت ضوابط آیین‌نامه‌ای و استفاده از منابع معتبر مانند این جزوه، به مهندسان کمک می‌کند تا مقاومت سازه‌ها را در برابر چنین مخاطراتی افزایش دهند.
با استفاده از داده‌های این جزوه، می‌توان:

• سازه‌های بتنی و فولادی را در برابر فشارهای لحظه‌ای انفجار مقاوم کرد.
• المان‌های بحرانی مانند ستون‌ها، دیوارهای برشی، و دال‌ها را برای جذب انرژی انفجار طراحی کرد.
• زمان دوام فشار را به عنوان عامل کلیدی در انتخاب مصالح و روش‌های ساخت در نظر گرفت.

🔹 ویژگی‌های برجسته این جزوه

✅ آموزش فرمول‌ها و روش‌های محاسبه به صورت ساده و گام‌به‌گام
✅ ارائه جداول استاندارد و مثال‌های واقعی از پروژه‌های عمرانی
✅ انطباق کامل با مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان و نشریه ۷۲۲
✅ مناسب برای دانشجویان، طراحان سازه، مهندسان ایمنی و پیمانکاران
✅ کمک به تحلیل نرم‌افزاری سازه‌ها برای شرایط بار انفجار

🔹 کاربردهای عملی

این منبع تخصصی در پروژه‌های زیر کاربرد دارد:

• طراحی سازه‌های صنعتی که امکان وقوع انفجار در آنها وجود دارد.
• ساختمان‌های مسکونی واقع در مناطق پرخطر.
• پروژه‌های زیرزمینی نظیر تونل‌ها، ایستگاه‌های مترو و تأسیسات نفت و گاز.
• سازه‌های نظامی و تأسیسات حیاتی که نیاز به سطح ایمنی بالا دارند.

🔹 مزایای یادگیری محاسبات انفجار

با مطالعه دقیق این جزوه، مهندسان قادر خواهند بود:

• بارهای دینامیکی انفجار را به صورت علمی و استاندارد محاسبه کنند.
• سازه‌ها را به گونه‌ای طراحی کنند که حداکثر مقاومت در برابر انفجار را داشته باشند.
• خطرات احتمالی را کاهش داده و هزینه‌های بازسازی پس از حادثه را به حداقل برسانند.

📊 مثال کاربردی

به عنوان نمونه، در یک پروژه صنعتی با احتمال انفجار مواد شیمیایی، مهندس محاسب باید ابتدا مقدار خرج انفجار را بر اساس نوع ماده تعیین کند. سپس فاصله محل انفجار از ساختمان محاسبه می‌شود. با استفاده از فرمول‌های ارائه‌شده در جزوه، فشار اولیه و زمان دوام استخراج می‌گردد و نتایج به نرم‌افزار تحلیل سازه وارد می‌شود تا تغییرمکان‌ها و تنش‌های وارد بر اعضا بررسی شود. این روند در این جزوه با نمونه‌های عددی توضیح داده شده است.

🔹 نتیجه‌گیری

کتابچه راهنمای محاسبه فشار مبنای انفجار و مدت زمان دوام یک منبع کامل و کاربردی برای تمامی مهندسان و طراحان سازه است که می‌خواهند ایمنی ساختمان‌ها و تأسیسات را در برابر حوادث انفجاری تضمین کنند. این اثر با پوشش کامل استانداردهای مبحث ۲۱ و نشریه ۷۲۲، مسیر محاسباتی را شفاف کرده و به مهندسان کمک می‌کند تا پروژه‌های خود را با بالاترین سطح ایمنی اجرا کنند.

📌 پیشنهاد مطالعه

این منبع ارزشمند از طریق سایت سیویل اجرا قابل دانلود است و مطالعه آن برای مهندسان طراح، دانشجویان عمران، کارشناسان ایمنی و تمامی فعالان حوزه ساخت‌وساز توصیه می‌شود.

 پیشنهاد ما

و برای دریافت سریع منابع جدید، در کانال مهندسین عمران عضو شوید.

مطالعه بیشتر