ارزیابی قابلیت اطمینان سازه برای ساختمان های بتنی مسلح (مقاله ترجمه شده)

چکیدهکورنل و همکارانش درسال2002، یک معیار احتمالاتی پیشنهاد دادند و توسط تولنتینو و همکارانش گسترش یافت، در این مقاله، برای بررسی اثرات استهلاک مواد در بلندمدت به علت خوردگی ساختمان‌های بتن آرمه واقع در ساحل اقیانوس آرام مکزیک، از این معیار استفاده می‌کنیم. تغییرات همزمان ظرفیت و تقاضای سازه‌ را در طول زمان، به روش عبارات ریاضی فرم بسته، باتوجه به معیار بررسی می‌کنیم. همچنین قابلیت اطمینان سازه از لحاظ شاخص‌های جایگیزین نیز ارائه شده است: الف) تعداد خرابی و شکست مورد انتظار در یک بازه زمانی و ب) فاکتور‌های اطمینان به عنوان توابع زمان، در فرم طراحی ضریب تقاضا و ظرفیت. در این مقاله، به منظور اینکه خرابی سازه ناشی از خوردگی را درنظر بگیریم، شاخص‌های قابلیت اطمینان را توسعه داده‌ایم. هر دو عدم قطعیت شناختیک وکتره ای را نیز درنظر گرفته ایم. در پایان قابلیت اطمینان سازه‌ای برای یک ساختمان چهار طبقه در خلیج آکاپولو مکزیک، تحت عنوان مجموعه‌ای از زمین لرزه‌های واقعی و ثبت شده، را ارزیابی کردیم.مقدمهبتن آرمه یکی از رایج‌ترین مصالح ساختمانی است، با این‌حال هنگامی که آن‌ها پس از یک دوره زمانی دربرابر هجوم عوامل متجاوز همچون یخبندان یا برف در نواحی ساحلی قرار می‌گیرند و یا اینکه در محل‌هایی با سطح بالایی از آلودگی واقع شده اند به قابلیت اطمینان با سطحی غیر قابل قبول حساس می‌شوند. فاکتورهایی که روی خوردگی بتن آرمه های فولاد تاثیر می‌گذارد شامل دما، رطوبت، اسید‌شدگی اقیانوس و آلودگی‌های هوایی است. هر از کدام از آن‌ها بسته به شرایط، خوردگی را شروع یا پیشرفت می‌دهند.خرابی سازه‌های بتن آرمه باتوجه به خوردگی، به علت افت ظرفیت سازه ناشی از خرابی خواص است که بر چسبندگی بتن، ترک خوردگی بخش ها و یاحتی پکیدگی بتن اثر می‌گذارد(آندراده و همکاران1993، یواپینک و ویرس 1998 ، کاستاندا 1997) خوردگی بتن‌ های آرمهخوردگی ناشی از نفوذ کلرید اغلب در سازه‌هایی رخ می‌دهد که در معرض محیط‌های دریایی قرار دارند. یون کلرید در آب دریا وجود دارد: به طوری‌که باد بصورت نسیم، این یون ها را به سمت سازه‌های نزدیک به دریا می‌برد.در بخش های-1-2 و 2-2، چندین تعریف پایه مرتبط با فرایند خوردگی مرور می‌شود.زمان شروع خوردگیمدل‌سازی نفوذ یون کلرید در بتن دشوار است، با این‌حال معمولا از قانون انتشار (قانون فیک) استفاده می‌شود. اگر فرض کنیم، غلظت کلریدها در سطح بتن و ضریب انتشار برای بتن، مستقل هستند. ارزیابی قابلیت اطمینان سازهبه منظور ارزیابی قابلیت اطمینان سازه، از مفهوم نرخ سالیانه خرابی سازه استفاده می کنیم، و آن را به تعداد خرابی ها در یک بازه زمانی مربوط به تخریب(ناشی از خوردگی) از هر دو تقاضای لرزه‌ای سازه و ظرفیت سازه برای شدت داده شده، بسط می‌دهیم. تخمین خرابی در یک فاصله زمانیمتوسط نرخ خرابی یکساله، نشان‌دهنده تعداد دفعات مورد انتظار در سال است که ظرفیت سازه(C) با حالت حدی مشخصی در ارتباط است و باتوجه به اثرات بارهای مربوط به حوادث زلزله با تمام شدت‌های ممکن، بیش از حد موردانتظار شود. مثالی گویادر این بخش ضریب اطمینان، باتوجه به خوردگی برای یک ساختمان واقع در آکاپولکو درمکزیک مورد ارزیابی قرار گرفته است. سازه منظم بتن آرمه دارای چهارطبقه با هفت متر فاصله بین ستون است(شکل1 راببینید). ساختمان مطابق با کدساختمانی (RCDF-2004) در شهری از مکزیک طراحی شده است. از ضریب شکل پذیری Q=3 استفاده می‌شود.خوردگی ساختمانهمان طور که در بخش2 ذکر شد، چندین بازه زمانی مربوط به خوردگی وجود دارد، زمان شروع خوردگی( معادله2 و3). نتیجه گیریبرای سازه های بتن آرمه هایی که به محیط های ساحلی نزدیک هستند و درجایی که نفوذ کلرید رخ می‌دهد، اهمیت عارضه خوردگی را بیان کردیم.در مثالی گویا نشان دادیم که ضریب اطمینان ساختمان، پس از 75 سال از ساخت ساختمان به نیمی از مقدار اصلی خود رسید.این مقاله در سال 2015 در نشریه UBS و در کنفرانس بین المللی کاربردهای آمار و احتمالات در مهندسی عمران، توسط موسسه مهندسی منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله ارزیابی قابلیت اطمینان سازه برای ساختمان های بتنی مسلح در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.