رفتار لرزه ای سازه های قاب خمشی بتن آرمه ۳ و۷ طبقه تحت اثر خوردگی آرماتور

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 شکل پذیری سازه ها می شود. در این مطالعه ابتدا اثرات خوردگی بر منحنی لنگر-انحنا اعضای سازه ای (تیر و ستون) مطالعه شده و سپس با رویکرد دستورالعمل هایی چون نشریه ۳۶۰ و FEMA-۳۵۶ مقایسه می شود. پس از آن، برای ارزیابی تاثیر خوردگی فولاد بر عملکرد سازه های موجود دو سازه قاب خمشی بتن آرمه ۳ و ۷ طبقه بر اساس پلاستسیته متمرکز مدلسازی شده و دو سناریوی خوردگی به صورت ۱۰% و ۲۰% کاهش سطح مقطع آرماتور برای اعضای سازه ای به منحنی رفتار غیرخطی لنگر-دوران اعمال می شود. سپس با تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه ها تحت سناریو های خوردگی مذکور، منحنی ظرفیت سازه و همچنین پارامترهای طراحی اضافه مقاومت و ضریب شکل پذیری استخراج می شود. با مقایسه منحنی ظرفیت سازه و پارامترهای طراحی تحت سناریوهای مختلف خوردگی به تفاوت عملکرد آن ها در اثر خوردگی پی خواهیم برد. نتایج نشان می دهد که ضریب آگاهی ۰.۷۵ طبق رویکرد دستورالعمل های نشریه ۳۶۰ و FEMA-۳۵۶ جهت در نظر گرفتن خرابی و زوال یافتگی اعضا برای محاسبه منحنی لنگر-انحنا اعضای خورده شده، در خوردگی با سناریو ۱۰% غیراقتصادی و محافظه کارانه و در خوردگی با سناریوی ۲۰% غیرایمن است. بنابراین توصیه می شود، 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 می شود که در اثر اعمال سناریوهای مختلف خوردگی، ظرفیت سازه های ۳ و ۷ 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.

کلیدواژه ها:

خوردگی آرماتور ، ارزیابی عملکرد سازه های موجود ، ظرفیت و شکل پذیری سازه های موجود ، منحنی لنگر – انحنا ، قاب خمشی بتن آرمه ، تحلیل استاتیکی غیرخطی