ارزیابی عملکرد سازه های بتنی در برابر آتش سوزی های گسترده

ایمنی سازه های بتنی در برابر آتش سوزی های گسترده یکی از مهم ترین دغدغه های مهندسی عمران و مدیریت بحران در دهه های اخیر محسوب می شود. بتن به عنوان پرکاربردترین مصالح ساختمانی، در شرایط دمایی بالا دچار تغییرات فیزیکی و مکانیکی قابل توجهی می شود که می تواند عملکرد کلی سازه را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. کاهش مقاومت فشاری، افت مدول الاستیسیته، ترک خوردگی ناشی از انبساط حرارتی، پوسته پوسته شدن سطح بتن و تخریب آرماتورهای فولادی از جمله پیامدهای اصلی آتش سوزی در سازه های بتنی هستند. این تغییرات نه تنها ایمنی کاربران و ساکنان ساختمان ها را تهدید می کنند، بلکه خسارات اقتصادی و اجتماعی گسترده ای نیز به همراه دارند و می توانند موجب فروپاشی کامل سازه در شرایط بحرانی شوند.هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی جامع عملکرد سازه های بتنی در برابر آتش سوزی های گسترده و ارائه راهکارهای مقاوم سازی و طراحی ایمن است. برای دستیابی به این هدف، تحقیق حاضر با رویکردی ترکیبی شامل سه بخش انجام شد: مطالعات آزمایشگاهی بر روی نمونه های بتنی در دماهای بالا، مدل سازی عددی با نرم افزارهای پیشرفته برای شبیه سازی رفتار سازه ها، و مرور و تحلیل مطالعات پیشین داخلی و خارجی.نتایج تحقیق نشان داد که بتن معمولی در دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی گراد دچار افت شدید مقاومت فشاری می شود و در دماهای بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتی گراد عملکرد سازه به طور جدی مختل می گردد. استفاده از افزودنی های معدنی مانند میکروسیلیس و نانو مواد موجب افزایش مقاومت حرارتی بتن و کاهش ترک خوردگی سطحی می شود. همچنین طراحی بهینه مقطع و پوشش مناسب آرماتورهای فولادی می تواند از تخریب سریع سازه در شرایط آتش سوزی جلوگیری کند. مدل سازی عددی نیز نتایج مشابهی با داده های آزمایشگاهی ارائه داد و نشان داد که روش های شبیه سازی ابزار موثری برای پیش بینی رفتار سازه ها در شرایط بحرانی هستند.در نهایت، این پژوهش بر ضرورت بازنگری در آیین نامه های طراحی سازه های بتنی با توجه به شرایط آتش سوزی های گسترده تاکید می کند و پیشنهاد می دهد که استفاده از مصالح اصلاح شده، طراحی پیشگیرانه و بهره گیری از فناوری های نوین پایش سلامت سازه ها به عنوان راهکارهای کلیدی در افزایش ایمنی و دوام سازه های بتنی مدنظر قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

سازه های بتنی ، آتش سوزی گسترده ، مقاومت حرارتی بتن ، ترک خوردگی حرارتی ، مدل سازی عددی ، افزودنی های معدنی و نانو مواد ، پایش سلامت سازه