موج انفجار و اثرات آن: گام مثبت و گام منفی

مقدمه

امواج ناشی از انفجار، به ویژه از مواد منفجره جامد، پدیده‌های پیچیده‌ای هستند که درک آن‌ها برای مهندسان و طراحان سازه‌ها امری ضروری است. این امواج، که به سرعت و با نیروی بسیار زیاد منتشر می‌شوند، دارای دو فاز یا “گام” اصلی هستند: گام مثبت و گام منفی. این مفاهیم به طور مشخص در مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان (بارهای ناشی از انفجار)، بند ۲۱-۳-۱-۱، صفحه ۳۳ مورد اشاره قرار گرفته‌اند.

موج ضربه انفجار چیست؟

وقتی یک ماده منفجره جامد منفجر می‌شود، حجم زیادی از گازهای داغ با فشار بسیار بالا در یک لحظه تولید می‌شود. این گازهای منبسط‌شونده یک موج ضربه (Shock Wave) را در محیط اطراف (هوا، آب یا زمین) ایجاد می‌کنند. این موج، یک ناحیه با فشار ناگهانی و شدید است که با سرعتی فراتر از سرعت صوت حرکت می‌کند.

گام مثبت (Positive Phase)
گام مثبت اولین و قوی‌ترین اثر موج انفجار است.

مکانیسم: این افزایش ناگهانی فشار، اصلی‌ترین عامل ایجاد خسارات ساختاری مانند شکستن شیشه‌ها، آسیب به دیوارها و تغییر شکل اعضای سازه‌ای است.

مدت زمان: اگرچه شدید است، اما مدت زمان این فاز بسیار کوتاه است (معمولاً در حد میلی‌ثانیه).

گام منفی (Negative Phase)
پس از عبور موج فشار قوی (گام مثبت)، یک پدیده معکوس رخ می‌دهد.

مکانیسم: این کاهش فشار یا “مکش” به دلیل حرکت سریع گازهای داغ به سمت خارج و ایجاد یک ناحیه با چگالی کم در مرکز انفجار است. هوای اطراف برای پر کردن این ناحیه خالی به سمت داخل مکیده می‌شود.

شدت و اثر: فشار گام منفی نسبت به گام مثبت کمتر و تأثیر آن تدریجی‌تر است. در بسیاری از محاسبات مهندسی و طراحی سازه‌ها، از اثر گام منفی به دلیل شدت کمتر و مدت زمان طولانی‌تر آن صرف‌نظر می‌شود.

جمع‌بندی و نکات کلیدی

ویژگی گام مثبت گام منفی

تعریف افزایش ناگهانی فشار به بالای فشار محیط کاهش تدریجی فشار به زیر فشار محیط (مکش)
شدت اثر بسیار قوی و مخرب نسبتاً ضعیف و کم‌اثر
مدت زمان کوتاه (میلی‌ثانیه) طولانی‌تر
اهمیت در طراحی بسیار مهم – مبنای اصلی محاسبات در اکثر مواقع صرف‌نظر می‌شود

برای درک بهتر این موضوع می توانید ویدیو زیر را ببینید:

نتیجه‌گیری:

درک دقیق رفتار موج انفجار و تفاوت بین این دو گام برای مهندسینی که در حوزه طراحی سازه‌های مقاوم در برابر انفجار فعالیت می‌کنند، حیاتی است. در حالی که گام مثبت عامل اصلی بارگذاری و خسارت فوری است، گام منفی اثر مکشی ضعیف‌تری دارد که معمولاً در محاسبات در نظر گرفته نمی‌شود. رجوع به مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان به عنوان منبع معتبر، برای هرگونه طراحی در این زمینه ضروری است.

آزمون بعدی نزدیک است. برای ثبت‌نام در دوره‌های آمادگی تضمینی نظارت و اجرا معماری با تکنیک‌هایی که من استفاده کردم، همین امروز اقدام کنید:

⬅️ ثبت‌نام فول پکیج نظارت و اجرا معماری با تخفیف ویژه

⬅️ ثبت‌نام پکیج نظارت و اجرا معماری با تخفیف ویژه