رفتار لرزه ای سازه‌های قاب خمشی بتن‌آرمه 3 و7 طبقه تحت اثر خوردگی آرماتور

Abstract

خوردگی آرماتورها مهمترین عامل کاهش دوام سازه های بتنی محسوب میشود. اغماض از اثرات خوردگی تبعات ناخوشایندی به همراه دارد و میتواند منجر به خرابی سازه پیش از پایان عمر مفید آن ‌شود. خوردگی باعث کاهش سطح مقطع آرماتورها، تغییر مشخصات مکانیکی فولاد، کاهش مقاومت فشاری بتن و در نهایت باعث کاهش ظرفیت و شکل‌پذیری سازه‌ها می‌شود. در این مطالعه ابتدا اثرات خوردگی بر منحنی لنگر-انحنا اعضای سازه‌ای (تیر و ستون) مطالعه شده و سپس با رویکرد دستورالعمل‌هایی چون نشریه 360 و FEMA-356 مقایسه می‌شود. پس از آن، برای ارزیابی تأثیر خوردگی فولاد بر عملکرد سازه‌های موجود دو سازه قاب خمشی بتن آرمه 3 و 7 طبقه بر اساس پلاستسیته متمرکز مدلسازی شده و دو سناریوی خوردگی‌ به صورت 10% و 20% کاهش سطح مقطع آرماتور برای اعضای سازه‌ای به منحنی رفتار غیرخطی لنگر-دوران اعمال می‌شود. سپس با تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه‌ها تحت سناریو‌های خوردگی مذکور، منحنی ظرفیت سازه و همچنین پارامترهای طراحی اضافه مقاومت و ضریب شکل‌پذیری استخراج می‌شود. با مقایسه منحنی ظرفیت سازه و پارامترهای طراحی تحت سناریوهای مختلف خوردگی به تفاوت عملکرد آن‌ها در اثر خوردگی پی خواهیم برد. نتایج نشان می‌دهد که ضریب آگاهی 0.75 طبق رویکرد دستورالعمل‌های نشریه 360 و FEMA-356 جهت در نظر گرفتن خرابی و زوال‌یافتگی اعضا برای محاسبه منحنی لنگر-انحنا اعضای خورده شده، در خوردگی با سناریو 10% غیراقتصادی و محافظه کارانه و در خوردگی‌ با سناریوی ۲۰% غیرایمن است. بنابراین توصیه می‌شود، در صورتی که خوردگی عامل زوال و کاهش ظرفیت سازه باشد، حتما برنامه ریزی برای انجام آزمایشات کافی جهت تعیین رفتار واقعی عضو و سازه فراهم شود. همچنین مشاهده می‌شود که در اثر اعمال سناریوهای مختلف خوردگی، ظرفیت سازه های 3 و 7 طبقه به میزان ۱۹ الی ۳۶ درصد کاهش یافته است. همچنین کاهش شکل پذیری این سازه ها در اثر خوردگی بین ۸ الی ۲۸ درصد میباشد.