| عنوان فارسی مقاله: | مدلسازی و تحلیل رفتار کهنگی سازه های بتنی در نیروگاههای انرژی هسته ای |
| عنوان انگلیسی مقاله: | MODELING AND ANALYSIS OF AGING BEHAVIOR OF CONCRETE STRUCTURES IN NUCLEAR POWER PLANTS |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 10 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 23 صفحه |
| سال انتشار | 2010 |
| دانشگاه | ایالات متحده آمریکا |
فهرست مطالب:
مقدمه
مدلسازی مصالح ساختمابی بتن ارمه
مدلسازی ساختمانی فاز بتن
مدلسازی ساختمانی فاز واکنش
مدلسازی ساختمانی فاز میلگرد
مدلسازی ساختمانی استهلاک و اتلاف انرژی تحت بارگذاری پویا
مدلسازی ساختمانی خزش (creep)
کهنگی سازه های بینی بعلت از هم پاشیدگی مصالح
ازهم پاشیدگی مشخصه های مصالح بعنوان تابعی از دما و زمان
کارایی سازه تحت گردش گرمایی ایجاد شده بعلت سرویس
واکنش مصالح دانه ای قلیایی (AAR)
کهنگی سازه های بتنی بعلت تغییرات در سرویس و وضعیت های بارگیری
خلاصه و نتیجه گیری
بخشی از ترجمه:
مقدمه
وقتی که نیروگاههای هسته ای به پایان دوره عمر مفید خود می رسند شروع به گذر به فاز عمر انبساطی می کنند در هنگام ارزیابی و تحلیل عملیات اضافی سازه های بتن ارمه یا از پیش تنیده باید توجه ها به سمت تاثیرات کهنگی ساختمانی معطوف گردد.کهنگی مصالح بتن عموما مرتبط با تغییرات یجاد شده در اپر گذر زمان در خواص مکانیکی از قبیل خزش(creep) مدولها (modulus) و استحکام کششی و مقاومت نهایی می باشد.
بعبارت دیگر کهنگی سازه ای ترکیبی از تاثیرات تغییرات ایجاد شده در ویژگی های وابسته به زمان مصالح ،تغیرات فیزیکی اولیه که از گذشته عملیاتی سازه ناشی شده است و محیط بارگیری جدید می باشد.بدلیل رفتار شدیدا غیر خطی سازه های بتنی حتی تحت شرایط و حالات عملکردی پایه ای واکنش سازه به وضعیت های بارگیری و عملیاتی اینده مجبورا باید با استفاده از متدهای غیر خطی که حالات فیزیکی در حال تغییر سازه را در نظر میگیرند صورت بگیرد.
این مقاله روی سه جنبه مدلسازی تحلیلی وابسته به کهنگی تمرکز دارد:۱-تاثیرات ایجاد شده ناشی از تغییرات مورد انتظار وابسته به زمان در خواص مصالح ۲- تاثیرات ایجاد شده ناشی از از هم پاشیدگی غیر منتظره در خوص مصالح ۳- تاثیرات ایجاد شده ناشی از شرایط محیطی و بارگیری .
در رابطه با جنبه اول وابسته به کهنگی برخی از خصوصیات کهنگی مصالح از قبیل افزایش زمان مقاومت نهایی و مدولها مفید هستند اما این موضوع اینگونه نیز معنی می دهد که سفتی و استحکام سازه بتنی نیز با گذشت زمان افزایش می یابد و برای شرایط بارگذاری که توابعی از سفتی از قبیل سربارهای زلزله و گرمایی می باشد منجر به برخی تاثیرهای غیر مفید می گردد.برای مثال تغییرات دمای محیط یا گرمای بوجود امده در اثر عملیات می توان منجر به تنش های بیشتر که یکی از عوامل اصلی افزایش پاشیدگی و ترک خوردگی می باشد گردد.در رابطه با جنبه دوم وابستگی کهنگی واپاشی خصوصیات مصالح عموما در جابه جایی های پیش بینی نشده سازه یااسیب ترک های غیر طبیعی مشاهده می شود.شبیه سازی تحلیلی این مصالح یکی از ضروریات لازم برای پیش بینی صحیح کارایی اینده سازه می باشد.دسته سوم تاثیرهای وابسته به کهنگی علاوه بر در نظر گرفتن شرایط فرض شده روی طرح که ممکن است که در طول عمر سازه رخ دهد و یا هیچ وقت رخ ندهد بیشتر اهمیت عملکرد شرایط محیطی بارگیری صحیح را نشان می دهد.برای مثال خزش اولیه بتن که سهم جزیی در منحی وارفتگی دارد می تواند با هر تغییری چه افزایش و چه کاهش در بارگیری فعال شود وبدون در نظر گرفتن رفتار صحیح خزش ممکن نخواهد بود که بصورت صحیح تاثیرات تقویت دوباره کشش یا کشش زدایی را در حفاظ های pwr که اخیرا در حفاظ ها در نتیجه برش کاری برای جایگزینی ژنراتور بخار رخ داده است پش بینی کنیم.
قابلیت های مورد نیاز در مدل مصالح بتن برای ثبت و ضبط تاثیرات کهنگی روی کارایی ساختاری را مورد بحث و بررسی قرار میگرد. مثالهای کاربردی گوناگونی برای تشریح بعضی راه حل های مهندسی برای سازه که مدلسازی تاثیرات کهنگی فاکتور کلیدی در پیش بینی صحیح کارایی بود ارائه می شود.نهایتا یک بحث در رابطه با موضوع هایی برایی تست کردن و یک مدلسازی برای بهتر درک کردن و کمی نمودن کهنگی ساختاری کمک می کند فراهم می گردد.
بخشی از مقاله انگلیسی:
INTRODUCTION
As nuclear power plants approach the end of their original design life and begin to transition to the life extensionphase, consideration has to be given to the effects of structural aging when evaluating the extended operation ofreinforced or pre-stressed concrete structures. Material aging of concrete is generally associated with changesover time in mechanical properties such as creep, modulus, and ultimate compressive and tensile strengths.Structural aging, on the other hand, is the combined effects of changes in the time-dependent material properties,the prior physical changes resulting from the structure’s past operating history, and the structure’s new loadingenvironment. Because of the highly non-linear behavior of concrete structures, even under operating basisconditions, the structure’s response to future operational and loading conditions will have to be performed usingnon-linear methods that consider the structure’s changing physical conditions.This paper focuses on three aspects of aging-dependent analytical modeling; 1) effects due to expected timedependentchanges in material properties, 2) effects due to unexpected degradation in material properties, and 3)effects due to actual environmental and loading conditions encountered. As to the first aspect of agingdependence,certain characteristics of material aging are generally beneficial, such as the increase in time of theultimate strength and modulus. However, this also means that the stiffness of the concrete structure also increasesover time, and for loading conditions that are functions of stiffness, such as thermal and seismic loads, this couldlead to some non-beneficial effects. For example, ambient temperature cycling or operationally-inducedtemperature changes could result in higher stresses, which in turn could cause further cracking and performancedegradation. With respect to the second aspect of aging dependence, evidence of significant material propertydegradation is generally observed in unanticipated structural movement or unusual cracking trauma. Analyticallysimulating such material degradation is a necessary requirement for the correct prediction of the structure’s futureperformance. The third category of aging dependence highlights the importance of treating the true environmentaland loading conditions, rather than considering only assumed design conditions that may or may not beencountered over the life of the structure. For example, primary creep, which is the transient portion of the creepcurve, can be activated with every change, increase or decrease, in the loading, and without considering the truecreep behavior it would not be possible to correctly predict the effects of prestress retensioning or de-tensioning inPWR containments, as has recently occurred in containments subjected to hole-cutting processes to replace steamgenerators.The capabilities needed in a concrete material model to capture the effects of aging on structural performance arediscussed. Several example applications are presented to illustrate some engineering solutions for structureswhere modeling of aging effects was the key factor in the correct analytical prediction of structural performance.Finally, a discussion of issues for additional experimental testing and modeling that would help promote furtherunderstanding and quantification of structural aging is provided.MATERIAL CONSTITUTIVE MODELING OF REINFORCED CONCRETEThe behavior of concrete is highly nonlinear, having low tensile strength, shear stiffness and strength that dependon crack widths, and a confinement-dependent compressive elasto-plasticity. A material constitutive modelcapable of simulating the behavior of reinforced concrete and capturing the effects of structural aging is providedthrough the ANACAP-U Material Model [1]. The model treats reinforced concrete as a three-phase composite:plain concrete material as a three-dimensional continuum phase, steel reinforecement (rebar) as a uni-directionalphase, and a rebar-concrete interaction phase. The primary behavioral regimes considered for the concrete phaseare: tensile cracking under multi-axial tensile stress field, compressive yielding and crushing, and post-crackingshear resistance that is a function of crack width. The steel reinforcement or rebar phase is treated as an elasticplasticuni-axial bar that derives its local stress response from the surrounding strain field. The third, rebar-concreteinteraction, phase modifies both the shear sub-model in the plain concrete phase and the elastic-plastic stressstraincurve in the rebar phase. This interaction phase is a distinguishing feature of the ANACAP-U Material Model,as it provides the distinction between treating reinforced concrete as a true composite versus the simple additivesuperposition of rebar and concrete stress-strain relationships. In addition, the material model capabilities includethe modeling of primary and secondary creep, autogenous shrinkage, and the increase in elastic modulus andstrength with time, all as function of temperature where appropriate. The material model’s capabilities summarizedabove are described in some detail below.
| عنوان فارسی مقاله: | مدلسازی و تحلیل رفتار کهنگی سازه های بتنی در نیرو گاههای انرژی هسته ای |
| عنوان انگلیسی مقاله: | MODELING AND ANALYSIS OF AGING BEHAVIOR OF CONCRETE STRUCTURES IN NUCLEAR POWER PLANTS |
