ارائه یک چارچوب تحلیلی نوین برای ارزیابی احتمال فروریزش قابهای خمشی بتنی با در نظرگیری همزمان عدم قطعیتهای چندگانه مصالح

عدم قطعیت در مشخصات مکانیکی مصالح بر پاسخ لرزه ای و قابلیت اطمینان سازه ها در برابر فروریزش تاثیر معناداری دارد. این موضوع در قاب های خمشی بتن آرمه به دلیل حضور همزمان بتن و فولاد با رفتارهای متفاوت اهمیت مضاعفی می یابد. این مقاله چارچوبی تحلیلی برای ارزیابی احتمال فروریزش این قاب ها با در نظر گرفتن عدم قطعیت های چندگانه مصالح ارائه می دهد. بدین منظور شش مشخصه شامل مقاومت فشاری، کرنش تسلیم و کرنش نهایی بتن همراه با تنش تسلیم، مدول الاستیسیته و ضریب سخت شوندگی فولاد به عنوان متغیرهای تصادفی با توزیع نرمال مدل شدند. برای پیاده سازی، یک قاب هشت طبقه بتن آرمه در نرم افزار OpenSees با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی اعضا مدل سازی و عدم قطعیت ها از طریق نمونه گیری تصادفی اعمال گردید. سپس تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی افزاینده تحت سه شتابنگاشت زلزله ۱۹۹۴ نورتریج انجام گرفت. معیار فروریزش رسیدن به دریفت نسبی ۰٫۰۳۵ یا ناپایداری عددی تعیین شد. با استخراج PGA متناظر با فروریزش و ترکیب آن با منحنی خطر لرزه ای، دوره بازگشت و شاخص قابلیت اطمینان محاسبه گردید. نتایج نشان داد عدم قطعیت مقاومت فشاری بتن بیشترین اثر را بر قابلیت اطمینان دارد؛ به طوری که ضریب تغییرات دوره بازگشت فروریزش حدود ۵۰٪ بزرگ تر از ضریب تغییرات مقاومت فشاری بتن است. تنش تسلیم فولاد دومین متغیر حساس شناخته شد (ضریب تغییرات قابلیت اطمینان معادل نیمی از ضریب تغییرات آن). در مقابل کرنش نهایی بتن و ضریب سخت شوندگی فولاد کمترین تاثیر را بر پراکندگی احتمال فروریزش داشتند. افزون بر این، همبستگی مثبتی بین پنج مشخصه با قابلیت اطمینان مشاهده شد اما کرنش تسلیم بتن تنها متغیری بود که افزایش آن موجب کاهش قابلیت اطمینان گردید. این یافته ها بر لزوم کنترل دقیق عدم قطعیت مقاومت فشاری بتن و مشخصات اصلی فولاد در طراحی های مبتنی بر قابلیت اطمینان تاکید دارد.

کلیدواژه ها:

احتمال فروریزش ، ارزیابی احتمالاتی ، عدم قطعیت مصالح ، قاب خمشی بتنی