بررسی آزمایشگاهی زوال چرخه‌ای تیر بتن‌آرمه سبک تحت بارگذاری تناوبی

Abstract

المان‌ها و سیستم‌های سازه‌ای در طول عمر خود دچار کاهش مقاومت و سختی می‌گردند که اصطلاحاً زوال نامیده می‌شود. یکی از متداول‌ترین نوع زوال در سازه‌های بتن‌آرمه، زوال چرخه‌ای می‌باشد که به دلیل بار های رفت و برگشتی ناشی از زلزله ایجاد می‌شود؛ سازه‌هایی که در طول عمر خود، یک یا چند زلزله را تجربه می‌نمایند، دچار درجه‌ای از زوال می‌گردند که پاسخ لرزه‌ای آن‌ها را در برابر زلزله‌های بعدی تحت تأثیر قرار می‌دهد. مدل‌های رفتاری موجود، زوال چرخه‌ای حاصل از حرکت رفت و برگشتی در طول یک زلزله را در نظر می‌گیرند ولی بسیاری از این مدل‌ها اثرات زوال ناشی از زلزله‌های قبلی را در نظر نمی گیرند؛ درصورتی‌که این زوال می‌تواند اثرات قابل‌توجهی در رفتار المان‌های سازه‌ای داشته باشد. در این پژوهش، به بررسی زوال چرخه‌ای تیر بتن‌آرمه و تأثیر آن در رفتار بعد از زلزله آن‌ها به صورت آزمایشگاهی پرداخته می‌شود. برای این منظور، 12 تیر بتن‌آرمه با مشخصات یکسان ساخته شده و تحت بارگذاری جابجایی کنترل قرار می‌گیرند. برای ایجاد زوال ناشی از زلزله، از بارگذاری تناوبی با دامنه ثابت (هارمونیک) استفاده می‌شود. به‌منظور بررسی اثر زوال چرخه‌ای در رفتار بعد از زوال المان‌ها سه سطح زوال کم، متوسط و زیاد انتخاب می‌گردد. پس از انجام آزمایش، نتایج مربوط به نمودارهای هیسترزیس، زوال مقاومت و ظرفیت جذب انرژی برای نمونه‌ها ارائه و مورد بحث قرار می‌گیرند. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که با افزایش سطح زوال، میزان جذب انرژی تیرهای بتن‌آرمه کاهش می‌یابد؛ به خصوص در تیرهای با سطح زوال زیاد، میزان جذب انرژی تیرها بیش از 40 درصد کاهش می‌یابد.