تحلیل احتمالاتی پاسخ لرزه ای اعضای بتن مسلح با در نظر گرفتن اثرات خوردگی و رفتار وابسته به زمان مصالح

در دهه های اخیر، میزان آسیب های وارد شده بر سازه های بتن مسلح ناشی از عوامل محیطی و ویژگی های وابسته به زمان بتن، با نرخ رو به رشدی در حال گسترش بوده است. این مکانیزم های تخریبی که باعث کاهش دوام و عمر خدمت پذیری سازه ها می شوند، امروزه مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی احتمالاتی عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلحی است که تحت تاثیر تعدادی از این پدیده ها قرار گرفته اند. در گام ابتدایی این تحقیق، مطالعات و مدل های پیشین ارائه شده در این موضوع مورد بررسی قرار می گیرد. سپس اثرات این پدیده ها بر عملکرد لرزه ای سازه ها به صورت عددی شبیه سازی می شود. در این تحقیق، خزش و انقباض بتن در بخش ویژگی های رفتاری وابسته به زمان بتن و خوردگی آرماتور ها در قسمت عوامل محیطی مهاجم مورد بررسی قرار گرفته است. نحوه شبیه سازی این عوامل مورد بحث قرار گرفته و سعی شده ضمن ساده سازی مدل های عددی، اثرات عوامل فوق بر پاسخ لرزه ای سازه ها با دقت قابل قبولی تعیین شود. در حقیقت با بررسی های صورت گرفته، از یک ایده قابل قبول برای مدل سازی آثار این پدیده ها استفاده شده و سپس شبیه سازی ها بر روی سازه های مورد نظر انجام شده است. با توجه به اهمیت خوردگی و لزوم مدل سازی آن، روش دنبال شده در این تحقیق را می توان به عنوان یک روش کاربردی در ساختمان ها پیاده نمود. با توجه به وجود عدم قطعیت های متعدد در این بحث، نتایج به دست آمده از تحلیل ها با استفاده از منحنی های شکنندگی احتمالاتی، کمی شده اند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که خرش و انقباض بتن تاثیر چندانی بر ظرفیت فروریزش سازه ها نداشته اما در شتاب های پایین، منجر به افزایش دریفت سازه می شوند. ضمن آن که این دو، اثرات p-? را تشدید نموده و در سازه های لاغر منجر به کاهش ظرفیت فروریزش سازه می شوند. به عنوان مثال، در قاب 4 طبقه بررسی شده، تنها در حدود 10% رکورد ها، خزش منجر به کاهش شتاب فروریزش سازه شد و در 15% از رکورد ها، مدل سازی خزش در سازه منجر به تغییر دریفت در شتاب های حدود شتاب طراحی شد. همچنین با توجه به این که نرخ رشد کرنش های خزشی طی زمان کاهش می یابد، لحاظ نمودن دوره های خزشی مختلف، تفاوت چندانی در نتایج ایجاد نمی نمایند. خوردگی آرماتور ها بر کاهش سختی، ظرفیت و شکل پذیری سازه موثر بوده به گونه ای که تحلیل های انجام شده روی قاب 4 طبقه نشان دادند که درصد های خوردگی برابر با 1%، 2/6%، 4/9%، 7/7% و 11/9% منجر به کاهش شتاب فروریزش سازه و تقلیل آن به مقدار 83%، 69%، 58%، 49% و 37% شتاب فروریزش سازه خورده نشده، می شوند. در نتیجه در شرایط خوردگی شدید، این اثرات باید به خوبی شناسایی و در بررسی عملکرد لرزه ای سازه ها مورد توجه قرار گیرد. کلید واژه: رفتار وابسته به زمان بتن، خوردگی آرماتور ها، تحلیل احتمالاتی، اعضای بتن مسلح.