17837

17837

ارزيابي عملكرد لرزه اي وابسته به زمان قاب هاي بتن آرمه تحت خوردگي

كارشناسي ارشد

سازه

تير ماه 1396

دكتر محسنعلي شايانفر - دكتر محمدعلي برخورداري

دكتر محمد قانوني بقا

عمران

عملكرد مناسب سازه‌ها در هنگام وقوع زمين‌لرزه، همواره يكي از دغدغه‌ها و چالش‌هاي مهم در طرح و نگهداري ساختمان‌ها بوده است كه تحت تأثير عوامل گوناگوني مي‌تواند دست‌خوش تغيير گردد. يكي از اين عوامل، خوردگي آرماتورها در سازه‌هاي بتن‌مسلح است كه با تغيير در خواص مكانيكي آرماتورها و بتن، از جمله كاهش سطح مقطع و مقاومت و مدول الاستيسيته‌ي آرماتورها، ترك‌خوردگي و كاهش مقاومت بتن، بر ظرفيت باربري و عملكرد لرزه‌اي ساختمان تأثير مي‌گذارد. در اين تحقيق، نخست پديده‌ي خوردگي و انواع مكانيزم وقوع آن در آرماتورها مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در ادامه، با مروري بر يافته‌هاي ساير محققين پيرامون خوردگي آرماتورها، به بررسي تأثيرات خوردگي آرماتورها بر خصوصيات بتن‌مسلح از جمله كاهش در سطح مقطع آرماتورها، كاهش در مقاومت تسليم و مدول الاستيسيته‌ي فولاد و كاهش در مقاومت بتن پرداخته مي‌شود. و نهايتاً با ايجاد يك مدل دوبعدي از يك قاب خمشي بتن‌مسلح، ميزان و نحوه‌ي تأثير انواع مختلف خوردگي يكنواخت و حفره‌اي با شدت‌هاي كم و زياد بر رفتار لنگر-انحناي مقاطع اعضا و همچنين پاسخ لرزه‌اي سازه تحت تحليل‌هاي غيرخطي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. منحني‌هاي ظرفيت سازه در تحليل پوش‌اور و منحني‌هاي خرابي حاصل از تحليل ديناميكي غيرخطي افزايشي (IDA) براي سازه‌ي بدون تأثير خوردگي و با تأثير خوردگي آرماتورها، به‌دست آمده و با مقايسه‌ي بين نتايج، اثرگذاري خوردگي آرماتورها بر ظرفيت و عملكرد لرزه‌اي قاب بتن‌مسلح مشخص مي‌گردد. نتايج نشان مي‌دهد كه در اثر وقوع خوردگي آرماتورها در قاب بتن‌مسلح مورد مطالعه، مقدار لنگر مقاوم مقطع اعضا كاهش پيدا كرده است. اين تغيير به نحوي بوده است كه به‌طور مثال در خوردگي با شدت زياد، مقطع، تحت مقادير لنگر كم‌تري نسبت به وضعيت بدون خوردگي، انحناي بيش‌تري از خود نشان مي‌دهد. همچنين نتايج تحليل‌هاي غيرخطي قاب مورد مطالعه، نمايان‌گر كاهش در ظرفيت سازه و تغيير در سطح عملكرد لرزه‌اي آن در اثر وقوع خوردگي است، كه در اين تحقيق، به‌طور دقيق و عددي، به‌صورت تابعي از زمان، ميزان اين كاهش، مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفته است.

1396/07/04

1/1/1900 12:00:00 AM

One of the most important challenges in structure designing and maintenance, which can be affected by numerous and various factors, is structure good performance in earthquakes. Reinforcement corrosion in reinforced concrete structures is one of those factors. Reinforcement corrosion affects bearing capacity and seismic performance of structure via changing mechanical properties of reinforcements and concrete such as reinforcement cross section and modulus of elasticity reduction and concrete cracking. In this study, corrosion phenomenon and its different occurrence mechanisms are investigated First. throughout a literature review on reinforcement corrosion, effects of corrosion such as reinforcement cross section reduction, steel yield strength and modulus of elasticity reduction, and concrete capacity decrease are studied. Next, a two-dimensional reinforced concrete moment resistant frame is modeled to eva​luate the effects of uniform and pitting corrosion with mild and severe intensity on moment-curvature behavior of elements and structure seismic response under nonlinear analysis. Structure capacity curves in push-over analysis and failure curves resulted from IDA for both the structure without and with corrosion are obtained and the effects of reinforcements corrosion on the reinforced concrete frame seismic performance are determined through comparing the results. The results revealed that due to corrosion in the reinforced concrete frame, the amount of resisting moment of elements decrease so that for example in case of a severe corrosion a high curvature takes place in a rather lower moment compared to the non-corroded frame. Furthermore, the outcomes of nonlinear analyses showed that the capacity of structure is reduced and its seismic performance level is changed as a result of corrosion so in this study the value of the reduction as a function of time are studied exactly.