Assessment of Impulse Asymptote for Full Blast Load History

Abstract

The pressure-impulse (P-I) curve is used as a design technique that allows the assessment of a component's dynamic behavior when subjected to blast loading. The P-I curve has two asymptotes, which draw the lower limits of a structural component's level of protection. The P-I curves are typically constructed considering a simplified version of the blast loading history where only the positive phase is considered. This simplification often ignores the tilting (toward the right) of the pressure-impulse curve in the impulsive region, thus altering the impulse asymptote representation. Therefore, this study aims to investigate the effect of including the negative phase when constructing the P-I curve for reinforced concrete panels subjected to full-blast loading. The goal is achieved by obtaining the tilting angle of the P-I curves in the impulsive region. The study also aims to derive a new impulse asymptote equation considering the tilting in the full blast loading P-I curve. According to the findings, all examined cases exhibited an angle of tilting, which led to an increase in the margin of safety for the impulsive region compared with the P-I curve of the positive phase blast load alone. The angle of tilting ranges from 0.86 to 15.26 degrees. The regression line equations representing the tilted asymptote were developed, with 79% of the examined cases having an error of less than +/- %15.

يتم استخدام منحى الضغط–الاندفاع (P-I curve) كأسلوب تصميم يسمح بتقييم السلوك الديناميكي للمكون عند تعرضه للتحميل الانفجار. يحتوي منحنى الضغط والاندفاع على خطين من خطوط التقارب يرسمان لتحديد الحد الأدنى لمستوى الحماية المتعلقة بعنصر إنشائي معين. عادة ما يتم إنشاء المنحى مع الأخذ في الاعتبار النسخة المبسطة من أحمال الانفجار والتي يتم فيها احتساب المرحلة الموجبة فقط ويتم إهمال المرحلة السالبة من أحمال الانفجار. هذا التبسيط غالبًا لا يعكس سلوك العناصر الإنشائية في المنطقة الاندفاعية (Impulsive region) على منحنى (P-I curve) . وحين يتم الأخذ بالاعتبار أحمال الانفجار الكامل يؤدي هذا إلى ميل (نحو اليمين) في منحنى الضغط والاندفاع في المنطقة المندفعة (Impulsive region) ، وبالتالي يغيير تمثيل خط التقارب للاندفاع. ولذلك، فإن الغرض من هذه الدراسة هو دراسة تأثير الضغط السلبي على أقصى إزاحة للألواح الخرسانية المسلحة، وتحديد ميل منحنيات (P-I curve) للألواح الخرسانية المسلحة المعرضة لأحمال الانفجار الكامل، واشتقاق معادلة جديدة لخط التقارب الاندفاع للألواح الخرسانية المسلحة المعرضة للتحميل الكامل للانفجار. وفقا للنتائج، أظهرت جميع الحالات التي تم فحصها ميل خط التقارب للاندفاع بزاوية ميل، مما أدى إلى زيادة هامش الأمان للمنطقة المندفعة بالمقارنة مع منحنى الضغط والاندفاع لحمل الانفجار الإيجابي وحده. تتراوح زاوية الميل من 0.86 إلى 15.26 درجة. تم تطوير معادلات خط التقارب لتمثيل الخطوط المقاربة المائلة، حيث كان نسبة الخطأ في المعادلة المشتقة لما يقارب 79% من الحالات التي تم فحصها أقل من %15.