21232

۲۱۲۳۲

تحليل شكنندگي‌لرزه‌اي قاب خمشي بتن‌آرمه تحت خوردگي

كارشناسي ارشد

زلزله

۱۳۹۸

۱۳۹۸/۵/۰۲

دكتر محسنعلي شايانفر

دكتر علي خدام

عمران

عملكرد ‌لرزه‌اي و قابليت اعتماد سازه‌هاي موجود متأثر است از شرايط محيطي و نقص‌هايي كه در طول عمر سازه بوجود مي‌آيند. خوردگي آرماتورهاي درون بتن يكي از عواملي است كه منجر به كاهش ظرفيت سازه و افزايش احتمال خرابي سازه مي‌شود. در اين مطالعه اثرات منفي خوردگي مانند كاهش سطح مقطع آرماتورهاي فولادي، تغييرمشخصات مكانيكي آرماتورها، وكاهش مقاومت فشاري بتن بر منحني لنگر-دوران اعضاي سازه‌اي تير و ستون محاسبه مي‌شود و ميزان كاهش درظرفيت لنگر و شكل‌پذيري بدست مي‌آيد. براي ارزيابي تأثير خوردگي فولاد بر عملكرد سازه‌هاي موجود دو سازه قاب خمشي بتن آرمه 3 و 7 طبقه به صورت دوبعدي براساس پلاستسيته متمركز با تعريف مفاصلي با طول صفر به كمك منحني لنگر-دوران مدلسازي شده و خوردگي‌هاي 5% ، 10% و 20% براي اعضاي سازه‌اي به منحني رفتار غيرخطي لنگر-دوران اثر داده خواهد شد. سپس با تحليل استاتيكي غيرخطي(پوش‌اور) و تحليل ديناميكي غيرخطي‌ فزاينده(IDA)، منحني ظرفيت و منحني‌هاي شكنندگي تحت تمام سناريو‌هاي خوردگي مذكور استخراج مي‌شود با مقايسه اين منحني‌ها به تفاوت عملكرد آن در طول زمان پي خواهيم برد. همچنين براساس دستورالعمل FEMA-P695 براي حالات مختلف خوردگي ضريب حاشيه ايمني(ACMR) سازه‌ها محاسبه مي‌شود و با مقدار قابل قبول(〖ACMR〗_مجاز) آن مقايسه‌ مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه ضرايب اضافه مقاومت، شكل‌پذيري و حاشيه ايمني در برابر فروريزش در اثر خوردگي سازه‌ها كاهش مي‌يابد، بطوريكه در اثر سناريوي خوردگي 20% ، سازه‌هاي مورد بررسي معيارهاي پذيرش عملكردي FEMA-P695 را اقناع نمي‌كنند و نياز به بهسازي دارند.

1398/07/30

Seismic fragility analysis of reinforced concrete frame under corrosion

10/22/2019 12:00:00 AM

Seismic performance and reliability of existing structures are affected by environmental conditions and defects that occur during the life of the structure. Corrosion of reinforced concrete is one of the factors that reduce the structural capacity and increase the possibility of structural damage. In this study, the negative effects of corrosion such as reduction of steel reinforcement cross section, change of mechanical properties of reinforcement, and reduction of concrete compressive strength on moment-rotation curve of beam and column structural members are calculated and the decrease in anchor strength and ductility is obtained. To evaluate the impact of steel corrosion on the performance of existing two-dimensional 3 and 7-storey bent-frame bending structures with two-dimensional concentrated plasticity with zero elongation by modeling anchor-rotation curve and 5%, 10% and 20% corrosion for The structural members will be affected by the anchor-era nonlinear behavior curve. Then, by static nonlinear (pushover) analysis and incremental nonlinear dynamic analysis (IDA), the capacity curve and the fragility curves are extracted under all the above corrosion scenarios. By comparing these curves we will find out their performance difference over time. It is also calculated adjusted collapse margin ratio (ACMR) of structures according to FEMA-P695 guidelines for different corrosion states and compared with acceptable values ( 〖ACMR〗_acceptable). The results show that the coefficients of resistance, ductility and collapse margin ratio are reduced by the corrosion of the structures, so that the corrosion scenario by 20% does not satisfy the FEMA-P695 performance acceptance criteria and needs to be improved.