EN Zastosowanie systemów tłumienia pasywnego w bramach odpornych na wybuchy

polish

EN Blast resistant gates are essential for sensitive infrastructures, such as embassies ministries or parliaments. Lightweight gates equipped witch "energy absorbing systems" have better operational performance than the traditional costly and bulky design. Graded auxetic damping systems and investigate if it could maintain a 3000x4500mm steel gate operable after high blast pressure of 6.6 MPa, from 100 kg TNT at 5m stand-off distance. Blast-induced response of the gate was assessed, with and without the proposed Uniaxial Graded Auxetic Damper (UGAD), using Abaqus/Explicit solver. Results showed that the attachment of the proposed UGAD to the gate, led to a dramatic decrease in permanent deformations (a critical factor for gate operability after a blast event). Hence, a lighter, more economical gate ) with 50% reduction mass) was required to satisfy the operability condition. In addition, 49% of peak reaction forces were diminished, that had a direct impact on the concrete supporting frame. Results also showed that internal energy in the whole model composed mainly of plastic dissipation energy, with 56% achieved from the UGADs, and 44% from the gate. The UGAD may also be used in different scales for other structural applications, such as blast-resistant façade and crash energy absorbers in the automotive industry.

PL Bramy odporne na wybuch stanowią kluczowy element infrastruktury krytycznej, w tym budynków, ambasad, ministerstw czy tez parlamentów. Szczególne znaczenie zajmują w ww. kategorii bram, lekkie bramy wyposażone w system absorpcji energii, które to systemy w znaczący sposób poprawiają parametry eksploatacji bramy oraz zmniejszają oddziaływanie na konstrukcję wsporczą. Jednym z możliwych pasywnych systemów absorpcji enerii wybuchu , stanowi oryginalna koncepcja gradientowych struktur akustycznych i to włanie ona stanowi głowny problem badawczy niniejszej rozprawy. W ramach badań rozważano w szczeólności układ stalowa brama (o wymiarach 3000x4500 mm) oraz bez systemu absorpcjii energii oraz żelbetonowa konstrukcja wsporcza, poddany ciśnieniu 6.6MPa (oddziaływniae uzyskane od 100kg TNT z odległości 5m). Finalnym osiagnieciem rozprawy jest konstrukcja Jednoosiowego Gradientowego Tłumika Auksetycznego (JGTA), uzyskana w ramach wirtualnego prototypowania z wykorzystaniem oprogramowania Abaqus/Explicit. Wyniki uzyskane w ramach zaawansowanego studium numerycznego wykazały, iż zastosowanie systemu JGTA prowadzi do dramatycznego obniżenia deformacji trwałych bram. Wykorzystanie systemu JGTA umożłiwiło redukcje masy bramy o ponad 50% oraz zmniejszenie o 49% sił reakcji na konstrukcję wsporczą, w porównaniu do układu brama-konstrukcja wsporcza bez systemu absorpcji. Wykazano, iż energia wewnętrzna w modelu składa się głownie z plastycznej dyssypacji, w skład w której wchodzi dyssypacja z JGTSA (56%) oraz plastyczna dyssypacja bramy (44%)- stąd tak znacząca możliwość redukcji masy samej bramy oraz znacząco mniejsze oddziaływanie na konstrukcję wsporczą. Ważnym osiągnięciem, jest również fakt, iż JGTA może być róznież wykorzystywany w innych zasosowaniach inżynierii, takich jak fasady odporne na wybuch czy też absorbery energii w przemyśle motoryzacyjnym.

173

engineering and technical sciences

construction

DrOIN 1942

to201990813

Download file

public

Krzysztof Cichocki

Koszalin, Polska

25.05.2018

polish

Download file

public

Jerzy Małachowski

Warszawa, Polska

31.05.2018

polish

Download file

public

dissertation

Poznań, Polska

04.09.2018

Rada Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej

doktor nauk technicznych w dyscyplinie: budownictwo