رفتار سازه ای تیرهای بتن آرمه خورده شده تحت بارگذاری پایدار

Structural behavior of corroded reinforced concrete beams under sustained loading

چکیده
1- مقدمه
2- برنامه آزمایشی
3- الگوهای ترک و عر ض های ترک
4- گسترش انحراف تیرها
5- نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله نتایج یک مطالعه تجربی طراحی شده برای بررسی تاثیرات مرکب خوردگی و بارهای پایدار بر عملکرد سازه ای تیرهای بتنی مسلح را ارائه می کند. هشت تیر RC، شامل تیرهای خورده نشده و خورده شده تسریع یافته توسط روش حاضر، آزمایش شدند. تمام تیرها درمعرض یک بار خمشی پایدار چهارنقطه ای قرار گرفتند که به ترتیب معادل با 17، 33 یا 50درصد از بار نهایی طراحی شده بود. درجه خوردگی، الگوهای ترک، پهنای ترک و انحراف مرکز دهانه تیرها درطول آزمایش پایش شدند. نتایج نشان دادند که خوردگی آرماتور تاثیر مهمی بر فاصله بندی ترک عرضی نداشته و تاثیر اندکی بر گسترش پهنای ترک عرضی برای تیرها تحت بارگذاری و خوردگی و همزمان داشت. یک سطح بار بالاتر و یک چگالی جریان پایین تر منجر به اکسایش بیشتر محصولات خوردگی با یک نرخ انبساط حجمی بزرگتر شده که منجر به شروع زودرس و انتشار سریع ترک خوردگی و انحراف واضح تر تیرهای RC می شود. برای یک تیر تحت بارگذاری و خوردگی آرماتور همزمان، تاثیر خوردگی آرماتور بر انحراف آن نمی تواند نادیده گرفته شود، چونکه ممکن است از تاثیر خزش در یک درجه خوردگی نسبتا پایین فراتر رود.

2- برنامه آزمایشی
2-1 آماده سازی نمونه
هشت تیر RC با ابعاد یکسان mm بصورت نشان داده شده در شکل 1 طراحی و قالب بندی شدند. آرماتور خمشی شامل دو میله فولادی تغییرشکل یافته با قطر 14 mm در ناحیه کشش و دو میله تغییرشکل یافته با قطر 10 mm در ناحیه تراکم بود. ضخامت پوشش بتن 25 mm بود. آرماتور برشی شامل خاموت های مسطح با قطر 6 mm با فواصل 150 mm درامتداد تیر بود. هشت تیر به دو گروه تقسیم شدند. سه تا از این تیرها خورده نشده بودند که متعلق به گروه A بودند، و پنج تای دیگر خورده شده و متعلق به گروه B بودند. میله های فولادی قابل انبساط در گروه B به تقریبا 50 mm خارج از انتهای نمونه برای اتصال آن ها به منبع تغذیه درطول فرآیند خوردگی تسریع یافته گسترش یافتند. خاموت ها در گروه B با رزین اپوکسی برای محافظت دربرابر خوردگی پوشانده شدند. برای احتیاط بیشتر، سیم های پلاستیکی برای بستن میله های فولادی طولی به خاموت ها استفاده شدند. آزمایش کشش در میله های قابل انبساط استفاده شده در آزمایش انجام شد. مقاومت تسلیم و مقاومت نهایی آزمایش شده متوسط سه میله تغییرشکل یافته 14 میلی متری 353 MPa و 533 MPa و مدول 201 GPa بود.

خصوصیات ترکیبی بتن در جدول 1 ارائه می شوند و مقاومت فشاری 28 روزه بوسیله انجام آزمایشات فشاری تک محوری در نمونه های مکعبی بتن با یک طول 150 mm بدست آمد. سیمان پرتلند معمولی و آب شیر در این پژوهش استفاده شدند. شن شکسته با دانه بندی پیوسته متغیر از 5 mm تا 20 mm بصورت سنگدانه درشت استفاده شد و ماسه طبیعی با یک میزان خلوص 2.64 بصورت سنگدانه ریز استفاده شد.

2-2 سیستم بارگذاری پایدار
سه نمونه در گروه A در معرض بارگذاری پایدار در سه سطح بار مختلف قرار داشتند. نمونه ها در گروه B تحت سه سطح بار متفاوت بودند و سه چگالی جریان متفاوت برای نمونه های خورده شده بصورت نشان داده شده در جدول 2 استفاده شده بود. به منظور کاهش تاثیر خزش بتن، تمام تیرها بعد از 15 روز قالب گذاری بارگذاری شدند.

طراحی و ارزیابی منهول بتن پلیمری سبک وزن

Design and Assessment of a Lightweight Polymer Concrete Utility Manhole

1. مقدمه
2. مواد و روشها
3. نتایج و بحث
4. خلاصه و نتیجه گیری ها
منابع

بتن پلیمری مخلوطی است که در آن به جای سیمان پرتلند (به عنوان چسباننده) از پلیمر استفاده می شود. این کار سبب بهبود مقاومت های کششی و ترک خوردگی، و مقاومت شیمیایی یک سازه بتنی می گردد. در این مقاله فرمولاسیون های مختلفی را ارزیابی کرده ایم تا یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری را با حداقل وزن ممکن بهینه سازیم. این فرمولاسیون ها بر مبنای یک سیستم اپوکسی-آمین مخلوط شده با مصالح دانه ای با وزن معمول، و مصالح دانه ای با وزن فوق العاده سبک است. هدف ما این است که یک سازه دهانه (دریچه) زیرزمینی را طراحی و ارزیابی کنیم که دارای مقاومت شیمیایی اپوکسی، استحکام، و وزن سبکی است؛ ما به این طریق بررسی می کنیم که آیا جایگزینی «مصالح دانه ای با وزن نرمال» با «مصالح دانه فوق العاده سبک» میتواند به بهبود استحکام و کاهش وزن سازه کمک کند. ما دو سیستم بتن پلیمری را از فرمولاسیون آن طراحی کردیم و عملکرد مکانیکی آنها را به صورت تجربی ارزیابی نمودیم. ما یک مدل عددی را برای یک دهانه بازدید زیرزمینی از جنس بتن پلیمری توسعه دادیم که از فرمولاسیون های مختلفی ساخته شده بود. ما آنرا به صورت جعبه ای که تحت بارهای معمول خاک قرار دارد، ساده کرده بودیم. این جعبه دارای یک اندازه استاندارد بود. حداقل ضخامت دیواره آن برای تحمل فشارهای حاصل از خدمات در حال استفاده، از شبیه سازی عددی تعیین شد. این مدل پیش بینی کرد که فرمولاسیون «اپوکسی/مصالحی با وزن نرمال» را با میتوان یک ضخامت دیواره نازک تر از فرمولاسیون با مصالح فوق العاده سبک، مورد استفاده قرار داد. همچنین وزن سازه دهانه بازدید زیرزمینی ساخته شده با این فرمولاسیون 6 برابر از وزن همان جعبه ساخته شده با یک بتن سنتی از سیمان پرتلند خواهد بود.

2. مواد و روشها
2.1 مواد
یک رزین اپوکسی با یک سختگر مبتنی بر آمین به عنوان چسباننده انتخاب شد. اپوکسی و آمین توسط نووارچم اس. اِی. (آرژانتین) به ترتیب با نام های تجاری DICAST 867 و DICURE 383 تهیه شدند. Dicast 867 یک رقیق کننده واکنش پذیر است که حاوی رزین اپوکسی یک وظیفه ای مبتنی بر A/F بیس فنل با ویسکوزیته پایین است. سخت کننده DICURE 383 یک پلی آمین سیکلولیفاتیک است.

مصالح دانه ای سنتی همچون ماسه درشت دانه (مدول ریزی و نرمی 2.96)، ماسه ریزدانه (مدول ریزی و نرمی 1.86) و پودر کوارتز ریزدانه مورد استفاده قرار گرفتند (شکل 1a). به علاوه به منظور تحقق پایین ترین چگالی نهایی دهانه بازدید، از مصالح غیرسنتی سبک همچون گلوله های ترموپلاستیک پلي اتيلن ترفنات (PET) (1.5 mm × 2.9 mm × 2 mm) و ریزکره های شیشه ای توخالی (d50 = 40 μm) نیز استفاده کردیم (شکل 1b). خصوصیات آنها را در جدول 2 و دانه بندی آنها (ASTM c 136 [20]) را در جدول 3 ارائه داده ایم.

بتن پلیمری را با 80 wt.% از جامدات و 20 wt.% از سیستم اپوکسی/سخت¬کننده انتخاب شده طراحی نمودیم. چون هیچ مصالح دانه ای روی الک شماره 4 (N°4) باقی نمانده بود بنابراین این مخلوط در حقیقت یک ملات پلیمری است اما چون در تکنولوژی بتن پلیمری این دو اصطلاح غالباً به جای هم (و به یک معنا) بکار می روند بنابراین ما آنرا بتن پلیمری می نامیم. همان طور که پیشنهاد شده بود [10,14] از حداکثر مقدار سیستم رزین استفاده کردیم تا در طی فراورش به یک مخلوط با ویسکوزیته پایین تر و یک وزن نهایی کمتر دست یابیم. همچنین هر چه نسبت جامدات به چسباننده بالاتر باشد، خصوصیات نهایی بهتری بدست می آید [14].

تنش تسلیم خمیر سیمان و پایداری ملات خود تراکم

Cement paste yield stress and self-compacting mortar stability

چکیده
1 مقدمه
2 برنامه آزمایشی
3 نتایج و بحث
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده
بتن خود متراکم (SCC) به دلیل عملکرد بالای آن بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. این موضوع بیشتر به دلیل پایداری جدانشدنی اجزای آن است که توسط رئولوژی خمیر سیمان هدایت می شود و تحت تاثیر ویسکوزیته تعلیق کلی قرار می گیرد. با اشاره به قانون استوکس ذرات جامدی که نیروهای رو به پایین اعمال می کنند، تنها زمانی در فاز مایع قرار می گیرند که نیروی پسا از بین برود. این تحقیق استدلال می کند که پایداری ملات سیمان خود متراکم نه تنها به ویسکوزیته کلی تعلیق وابسته است بلکه همچنین به تنش تسلیم محیط معلق خمیر سیمانی نیز بستگی دارد. اندازه گیری های رئولوژیکی در حالت ثابت برشی، دستگاه های ستون معمولی و مجموع اندازه گیری کربن آلی انجام می شوند. نتایج نشان دادند که ملات های سیمان با خمیرهای تنش تسلیم بیشتر تعلیق های پایدارتری نشان دادند در حالی که خمیرهای تنش تسلیم کمتر منجر به ملات های ناپایدار با جداشدگی بیشتر شدند. هیچ همبستگی بین پارامترهای رئولوژیکی و آب انداختن خمیرهای سیمانی و ملات های سیمانی مربوطه یافت نشد

2- برنامه آزمایشی
2-1- مصالح
2-1-1- ماسه
در این تحقیق از ترکیب دو ماسه سیلیس کریستالی استفاده می شود که توسط ضقیچی و همکاران [20] توصیه شده است تا با داشتن نسبت های قابل قبول ذرات ریز و درشت نتایج مطلوب حاصل شود. ماسه مخلوط شده شامل 50% تقسیم دو ماسه برای قرار گرفتن در محدودیت های درجه بندی SANS 1083 بود که در شکل 1 نشان داده شده است.

2-1-2- سیمان
از سه سیمان متفاوت نوع CEM I 52.5N استفاده می شود. آنها در سه کارخانه متفاوت توسط شرکت مشابه تولید می شوند. جدول 1 ویژگی های شیمیایی را نشان می دهد که با استفاده از فلورسانس اشعه X (XRF) بدست آمده است. سیمان ها اکسیدهای متفاوتی دارند که منجر به فازهای سیمانی مختلف مانند محتوای آلومینات می شود که می تواند بر جذب های SP تاثیر بگذارد. ویژگی های فیزیکی در جدول 2 ارائه می شوند.

2-1-3- فوق روان کننده ها
دو نوع SP یعنی SP1 و SP2 برای تولید ملات SCC استفاده می شوند. این دو نوع SP به صورت جداگانه بهینه سازی می شوند و سپس به نسبت های مختلف با یکدیگر ترکیب می شوند تا SP3 تولید شده در دوز بهینه 0.9% را تولید کنند. این کار باعث می شود که مقادیر تنش تسلیم متفاوت خمیرهای سیمان بدست آید تا تاثیر آنها را بر پایداری SCCM مربوطه ارزیابی کند. این دو SP بر پایه پلی کربوکسیلات هستند و شامل پلیمرهای اکریلیک با ویژگی های متمایز هستند که در جدول 3 و 4 نشان داده شده است. این SPها براساس توانایی های جذب متفاوت مبتنی بر عملکرد گروه خود مانند SP1 دارای زنجیره جانبی طولانی تر و وزن مولکولی بیشتر نسبت به SP2 هستند.

بررسی خوردگی ناشی از جریان های پراکنده با فرکانس پایین بر روی زیرساخت های بتن مسلح در سیستم منبع تغذیه حمل و نقل ریلی با سرعت بالا

Investigation of the low-frequency stray current induced corrosion on reinforced concrete infrastructure in high-speed rail transit power supply system

چکیده
1 مقدمه
2 مدل ریاضی خوردگی جریان های پراکنده ناشی از جریان متناوب با فرکانس پایین
2.1 مدل هندسی ساختارهای بتنی تقویت شده
2.2 مدل عددی خوردگی ایجاد شده از جریان پراکنده ناشی از جریان متناوب با فرکانس پایین
3 مواد و روش ها
3.1 مواد مورد استفاده در آزمایش
3.2 تست الکتروشیمیایی
4 بحث و نتیجه گیری
4.1 نتایج تست تافل
4.2 پیاده سازی عددی
4.3 تطبیق آزمایشگاهی
5 جمع بندی
میزان مشارکت نویسندگان
اعلان تعارض منافع
تقدیر و تشکر
مراجع

چکیده

حمل و نقل ریلی الکتریکی پرسرعت (HSERT ) در سراسر جهان گسترش فراوانی داشته است. با این وجود زیرساخت های بتنی تقویت شده (RCI )، علی الخصوص زیرساخت های مورد استفاده در سکوی پل های راه آهن، در معرض خطر ترک خوردگی براثر جریان های پراکنده می باشند. تحقیق حاضر به بررسی مکانیزم ایجاد ترک بر اثر جریان های پراکنده با فرکانس پایین اختصاص داشته پایه ای علمی برای تعمیر، پایداری و طراحی عملکرد زیرساخت های بتنی در طول عمر استفاده از آن ها فراهم می نماید. مدل ریاضی مربوط به ترک های ایجاد شده به دلیل جریان های پراکنده با فرکانس پایین با در نظر گرفتن توزیع فضایی و زمان مصرف اکسیژن در کنار اشباع حفرات موجود در زیرساخت های بتنی تقویت شده ایجاد گردیده اند. به دلیل نوسانات غلظت اکسیژن از حالت شبه پایا استفاده شده و رفتار خوردگی زیرساخت های بتنی تقویت شده با اشباع حفرات مختلف نسبت به جریان های پراکنده با فرکانس پایین به صورت سیستماتیک با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج مدل ریاضی به وسیله اندازه گیری های پتانسیل نیم سلول مورد بررسی قرار گرفته اند.

1 مقدمه

رشد سریع حمل و نقل ریلی برقی پرسرعت در مواجهه با نیازمندی های گوناگون در حوزه های ذخیره انرژی، حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار به تدریج تبدیل به یکی از اساسی ترین شیوه های حمل و نقلی شده است. زیرساخت های بتنی تقویت شده، خصوصا زیرساخت های مورد استفاده در پل های راه آهن، نقش مهمی را در امنیت این روش حمل و نقل ایفا می کنند. با این وجود خوردگی های ایجاد شده بر اثر جریان های پراکنده از حمل و نقل ریلی الکتریکی تاثیر به سزایی بر پایداری و طول عمر این زیرساخت های بتنی دارند [2].

5 جمع بندی

در پی گسترش سریع حمل و نقل ریلی پرسرعت جریان پراکنده به یک خطر احتمالی در تخریب پایداری زیرساخت های بتنی تقویت شده تبدیل شده است. تحقیق حاضر به بررسی مکانیزم خوردگی جریان های پراکنده اختصاص داشته و پایه ای را برای تحقیقات آتی (شامل تخمین قابلیت تعمیر، پایداری و طراحی عملکردی دوره کاری ساختارهای بتنی تقویت شده، در کنار بهینه سازی سیستم های محافظت در برابر خوردگی) فراهم می آورد. از سوی دیگر در این تحقیق از جریان های پراکنده با فرکانس پایین استفاده شده که به شرایط واقعی نزدیک تر بوده و توزیع فضایی و میزان مصرف زمانی اکسیژن (عامل قطبش زای ضروری برای فرآیند کاتد) نیز در نظر گرفته شده است. علاوه براین میزان اشباع حفرات ملات نیز در روش المان محدود مورد توجه قرار گرفته است.

Abstract

High-speed electrified rail transit (HSERT) has been developed intensely worldwide. However, the reinforced concrete infrastructure (RCI), especially for the deck of viaducts, has the risk of stray current (SC) induced corrosion. The present research is dedicated to revealing the mechanism of low-frequency SC (LSC) induced corrosion and providing a scientific basis to ensure serviceability, sustainability and cycle-life performance design of RCI. Considering the spatial distribution and time consumption of oxygen as well as pore saturation of RCI, the mathematical model of LSC induced corrosion is established. Based on the fluctuations of oxygen concentration, the quasi-steady state is proposed. And the corrosion behaviors of RCI with different pore saturation subjected to LSC are compared systematically. The results of mathematical model are verified by the measurement of half-cell potential.

1 Introduction

The rapid development of the high-speed electrified rail transit (HSERT) meets the strategic requirements of energy conservation, environmental protection and sustainable development, which has gradually become one of the most vital modes of transportation for individuals. The reinforced concrete infrastructures (RCI), especially for the viaducts, play a significant role in the safety of HSERT. However, corrosion induced by stray current (SC) from HSERT seriously affecting the durability of RCI[2].

5 Conclusion

The SC has become a potential hazard deteriorates the durability of RCI due to the rapid development of HSERT. The present research is dedicated to revealing the corrosion mechanism of SC and providing basis for subsequent researches (including the evaluation of serviceability, sustainability and cycle-life performance design of RCI as well as the optimization of corrosion protection system). On the one hand, the LSC which is closer to the actual project is adopted; on the other hand, the spatial distribution and time consumption of oxygen concentration (as the crucial depolarizer for cathode process) as well as the pore saturation of the mortar are considered in FEM.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی خوردگی ناشی از جریان های پراکنده با فرکانس پایین بر روی زیرساخت های بتن مسلح در سیستم منبع تغذیه حمل و نقل ریلی با سرعت بالا

Investigation of the low-frequency stray current induced corrosion on reinforced concrete infrastructure in high-speed rail transit power supply system

همگن سازی میکرومکانیکی میله های فولادی در بتن مقاوم سازی شده برای آنالیز تخریبی

Micromechanical homogenisation of steel bars in reinforced concrete for damage analysis

چکیده

1 مقدمه

2 مدل میکرومکانیکی

3 الگوبرداری ساختاری

4 اجرای تحلیل اِلمان محدود

5 تأیید و اعتباربخشی مدل

6 میله‌های بتن مقاوم‌سازی شده در وضعیت تنش

7 دستاوردها

منابع

چکیده
     جنبۀ همگن‌سازی مبتنی بر الگوبرداری از مواد تقویت کنندۀ بتن در ترکیب با قوانین پایۀ مربوط به تخریب که در یک الگوی اِلمان محدود برای شبیه سازی رویداد تخریب بتن و میله‌های مقاوم کنندۀ آن در ساختارهای بتنی مقاوم سازی شده به کار می‌رود، مورد بررسی قرار گرفت. از این فرآیند برای شبیه سازی رفتار مواد مقاوم کنندۀ پراکنده شده در بتن استفاده شد و در شبیه سازی نواحی دارای مواد مقاوم کنندۀ متمرکز در بین اجزای ساختاری نیز به کار گرفته شد.

     این الگو در برابر آزمون‌های کاربردی که بر روی اجزای بتن مقاوم سازی شده انجام شده‌اند و در متن به آنها اشاره شده است، مورد مقایسه قرار گرفت و تنش مستقیم و خمش بر روی آن بررسی شد. در این مدل، بدون آن که میله‌های جایگذاری شده به صورت شبکه‌ای درآیند و هزینه‌های محاسباتی بالایی متحمل شود، ویژگی‌های اصلی عملکرد تخریبی در مواد جایگزین شونده در بتن مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

مدل میکرومکانیکی
     بتن مسلح به صورت یک مادۀ کامپوزیتی متشکل از یک ماتریس بتن به همراه مواد فولادی (مثل میله، مقاوم سازی انعطاف‌پذیر، تقویت برشی: میله‌های عمودی یا اُریب) است که به صورت عمود بر هم و متقاطع، در داخل آن جایگذاری شده‌اند؛ که طول آنها خیلی بلندتر از ابعاد سطح مقطع آنها می‌باشد. در مورد سازگاری رویکرد الگوبرداری، یک مادۀ ایزوله شدۀ جایگزین شده در یک ماتریس بزرگ نامحدود، زمانی که بر اثر اعمال یک بار مکانیکی، خود ماتریس تحت یک تنش میانگین  قرار می‌گیرد، می‌تواند تحت تأثیر فرایند تغییر شکل (دفرمگی) قرار بگیرد. در حالت کلی که ماتریس و مواد جایگذاری شده در آن دارای ویژگی‌های کلاسیکی مختلف هستند، تغییر شکل مواد جایگزیده شده، با میانگین تغییر شکل ماتریسی که آن را احاطه کرده، فرق دارد. حذف این محدودیت باعث بروز یک حالت کرنش در مادۀ جایگزین شدۀ درون ماتریس می‌شود که به آن ویژه کرنش * گفته می‌شود. رابطۀ بین کرنش ماتریس و مادۀ جایگزین شده در آن به این صورت نشان داده می‌شود:

     در این کار پژوهشی، بتن به صورت ماتریسی در نظر گرفته می‌شود که در آن میله‌های مقاوم کنندۀ جای‌گذاری شده در داخل بتن در دو گروه قرار می‌گیرند. نسبت زیاد طول میله‌ها در مقایسه با قطر آنها، ما را به سمت این فرضیه سوق می‌دهد که آنها را به صورت سوزنی شکل فرض کنیم. علاوه بر این، جهت‌گیری اُریب میله‌ها نسبت به جهت اجزای بتن مقاوم سازی شدۀ مکعبی شکل نظیر بتن‌های قالبی، شاه‌تیرها، ستون‌ها و دیوارها این امکان را می‌دهد که محاسبات یکنواختی صورت پذیرد؛ بدون آن که جهت‌گیری مواد جایگزین شده در داخل بتن‌ها به پیچیدگی خاصی برسد. این واقعیت در کنار این فرض که مواد افزودنی به بتن‌ها به صورت سوزنی شکل هستند، این امکان را به همراه دارد که کل جنبۀ همگن بودن را به صورت یک‌جا در نظر بگیریم و از این طریق به کاهش پیچیدگی‌های محاسباتی کمک کنیم. استفاده از این جنبۀ همگن بودن در سه بُعد، شبیه فرآیند ارائه شده است که فقط با تانسور اِشلبی S صورت می‌گیرد که فرض می‌شود به لحاظ اندازه و مقادیر، متفاوت است ]23[ و تانسورهای سختی برای سه بُعد نیاز به تنظیم شدن و هماهنگی با ساختار بتن دارد. در چنین رویکردی، یک گروه سوم از مواد اضافه شونده به بتن که جهت‌گیری آن در راستای محور z است نیز می‌تواند در نظر گرفته شود و در عین حال شکل این جنبه کلی همگن بودن همچنان حفظ شود.

محاسبه منابع مقاومت عناصر بتن مسلح با توجه به معیار انرژی

Strength resource calculation of the reinforced concrete elements according to the energy criterion

چکیده

1. مقدمه

2. تجزیه و تحلیل آثار و تحقیقات پایه

3. مواد و روش های تحقیق

4. نتایج تحقیق

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده
     مقاله حاضر به تحلیل معایب اصلی روش های موجود برای محاسبه عمر باقیمانده عناصر سازه های ساختمانی می پردازد. مدل و روش عمومی برای محاسبه منابع مقاومت عناصر بتن مسلح تحت شرایط بهره برداری بلندمدت پیشنهاد گردید. مدل تعمیم یافته نیرو – تغییرشکل مقاومت عناصر بتن مسلح در برابر اثرات نیروی وارده با توجه به کاربرد فرضیه تغییرناپذیری انرژی تغییرشکل بالقوه حدی در واحد حجم و استقلال آن از حالت بارگذاری برای سطح انرژی طراحی گردید. توصیه می شود از فرضیه مزبور به عنوان معیار انرژی عمومی برای فرسودگی مقاومت اتکایی عناصر بتن مسلح، حد خیز آن ها و عرض دهانه ترک در اثر اِعمال بار در هر دوره استفاده گردد.

تجزیه و تحلیل آثار و تحقیقات پایه
     معمولاً، پیش بینی عمر باقیمانده عناصر و سازه های بتن مسلح بر اساس مدل نیروی مقاومت آن ها در برابر اثرات و بارهای بیرونی انجام می شود. روش های محاسبه پیشنهادی در چارچوب مربوطه از نظر شدت تدوین خود مساله و روش های حل آن متفاوت هستند.

تمامی روش های شناخته شده کنونی برای محاسبه عمر باقیمانده عناصر و سازه های ساختمان با توجه به شدت بیان مساله باید به روش های قطعی و احتمالی تقسیم گردند.

     روش های قطعی (سامیلینوف (2002)، اشمیتکوف (2007) و بیگاس (2015)) با اطلاعات ناکافی یا نسبتاً محدود درباره عناصر یا سازه های تحت بررسی استفاده می شوند (DBN B.1.2-14-2018 (2018)). بنابراین، وابستگی های تحلیلی به شکل چند جمله ای های درجه متوسط (آکولوف و همکاران، 2015)، که در توصیف قوانین پایه تغییرشکل آن ها دخیل هستند، باید به اندازه کافی قانع کننده بوده و به درستی اثبات شوند. در واقع، در مورد انتخاب ارادی قانون رفتار یک عنصر یا سازه فردی در خلال بهره برداری بلندمدت، برونیابی وضعیت تنش – کرنش با توجه به برخی از پارامترهای خاص می تواند به اشتباهات محاسباتی بسیار جدی همراه با پیامدهای بسیار جدی و نامطلوب منجر گردد.

     روش های محاسبه احتمالی (ساشچف (2009) و بولوتین (1982)) مبتنی بر حجم بسیار بزرگ تری از اطلاعات دقیق درباره تاثیرات واقعی و بارهای بیرونی هستند. آن ها به چنین اطلاعاتی درباره تغییرات مربوط به ویژگی های مقاومت سازه تحت بررسی نیاز دارند. بی شک این امر افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان محاسبات و نتایج مربوط به قابلیت اطمینان و دوام سازه های ساختمانی را امکان پذیر می سازد. با این حال، با این رویکرد، صرفاً توجه ویژه ای معطوف ویژگی های مقاومت مصالح، به ضرایب رزرو یا شاخص های فناورانه فردی می شود. تغییر ویژگی های تغییرشکل مصالح در بهره برداری بلندمدت عناصر و سازه های بتن مسلح به هیچ وجه مورد توجه قرار نمی گیرد.

تمام روش های محاسبه عمر باقیمانده عناصر و سازه های بتن مسلح مطرح شده امروزی را می توان به طور مشروط به زوش های تحلیلی و عددی تقسیم نمود.

بررسی عملکرد ستون های بتن مسلح روکش شده با بتن معمولی و بتن ژئوپلیمری

Investigation on the performance of reinforced concrete columns jacketed by conventional concrete and geopolymer concrete

چکیده
1. مقدمه
2. تحقیقات تجربی
3. بررسی تحلیلی
4. نتایج و بحث
5. نتیجه گیری
منابع

چکیده

هدف این تحقیق این است که مطالعه ای تجربی از رفتار ستون های بتن مسلح (RC) تقویت شده با استفاده از RC و پوشش بتن ژئوپلمیری (GPC) از طریق قرار دادن آنها در معرض بارگذاری محوری انجام دهد. نتایج تجربی با استفاده از مدل اجزای محدود (FEM) اعتبارسنجی تحلیلی می شوند. برای این بررسی، شش ستون بتن معمولی درجه M25 در معرض بیش از 75% بار نهایی قرار می گیرند. سپس سه ستون با استفاده از RC درجه M40 پوشش داده می شوند و سه ستون دیگر با استفاده از GPC درجه M40 پوشش داده می شوند. رفتار سطحی ستون RC معمولی و ستون های GPC پوشانده شده بررسی و مقایسه می شوند. از خطی سه بعدی و FEM برای اندازه گیری اثر ستون های RC معمولی و ستون های ژاکت GPC با در نظر گرفتن پلاستیسیته آسیب بتن (CDP) و مدلهای کشسانی-خمیری با سخت شوندگی ایزوتروپیک تحت افزایش بار استفاده می شود. نتایج معتبر در مقابل نتایج آزمایشی دقت 90% مدل تحلیلی را تایید کردند. 

2. تحقیقات تجربی
2.1. مصالح
سیمان پرتلند معمولی مطابق با BIS: 8112-1989 در این تحقیق استفاده می شود [20]. ماسه تولیدی به صورت سنگدانه ریز استفاده می شود و نیاز به ناحیه درجه بندی II از BIS:383-1970 را برآورده می کند. مقادیر وزن مخصوص و مدول نرمی به ترتیب 2.64 و 2.7 بودند [21]. شن محلی موجود با اندازه کمتر از 10 میلی متر برای مخلوط M40 و اندازه 20 میلی متر برای مخلوط M25 به صورت سنگدانه درشت استفاده می شوند. وزن مخصوص 2.75 بود و مدول نرمی 6.87 بود [21]. کنپلاست SP430 یک افزودنی فوق روان کننده و بدون کلرید تهیه شده از پلیمرهای نفتالین سولفونه شده منتخب است. این محلول قهوه ای است و فورا در آب پخش می شود [22]. در حالی که از فولاد تقویت کننده با قطر 8 میلی متر بعنوان خاموت استفاده می شود، فولاد تقویت کننده با قطر 12 میلی متر بعنوان آرماتور اصلی استفاده می شود. جدول 1 ویژگی های مکانیکی فولاد مسلح را نشان می دهد. مایع مولد واکنش برای بتن ژئوپلیمری برای واکنش های اولیه مواد شیمیایی در GSM موردنیاز است و متکشل از هیدروکسید سدیم (NaOH) یا هیدورکسید پتاسیم (KOH) و محلول سیلیکات سدیم (SSS) یا محلول سیلیکات پتاسیم (PSS) است. SSS/PSS در نسبت های مولی مختلف موجود است که ماهیت های شیمیایی آن براساس ملاحظات ژئوپلیمریزاسیون به شدت متغیر است. در این تحقیق، نسبت مولی در نظر گرفته شده SSS، 2 بود.

2.2. نمونه آزمایشی و طرح ترکیبی
شش ستون کوتاه RC با مقیاس یکسان تهیه شده با استفاده از نسبت بتن M25 با سطح مقطع 180 میلی متر × 180 میلی متر و ارتفاع 1500 میلی متر برای هر BIS 456:2000 ریخته گری و طراحی می شوند. شش ستون (C1,C2,C3,C4,C5 و C6) به صورت مصنوعی و با قرار دادن آنها در معرض بیش از 75 درصد بار نهایی تضعیف می شوند. سه نمونه (C1,C2 و C3) از شش نمونه به صورت معمولی با (بتن سیمانی) پوشانده می شوند و سه نمونه دیگر (C4,C5 و C6) با GPC با استفاده از هشت عدد میلگرد با قطر 12 میلی متر که با پیوندهای میلگرد با قطر 8 میلی متری محصور شده است، پوشانده می شوند. پوشش این شش ستون با استفاده از بتن معمولی با درجه M40 برای C1,C2 و C3 و بتن ژئوپلیمری برای مخلوط های C4,C5 و C6 انجام می شود. نسبت مخلوط بتن های M25 و M40 در جدول 2، درج می شوند [23]. نسبت مخلوط برای بتن GPC درجه M40 در جدول 3 نشان داده می شود.

2.3. آزمون مقاومت فشاری
آزمون مقاومت فشاری بتن بر روی نمونه های مکعب استاندارد با ابعاد 100×100×100 میلی متر پس از عمل آوری به مدت 3، 7 و 28 روز مطابق با BIS 516:1959 انجام می شود [24]. مکعب های بتنی با استفاده از یک دستگاه آزمایش جهانی با ظرفیت 1000 Kn به صورت دقیق در مرکز بلوک فوقانی کروی سر بارگذاری قرار می گیرند و بار فشاری با نرخ کنترل شده جابجایی 0.5 میلیمتر/دقیقه اعمال می شود تا زمانی که نمونه از کار بیفتد. این مقادیر ثبت می شوند و مقادیر فشاری محاسبه می شود. این نتایج در جدول 5 نشان داده می شوند. همانطور که از داده های ارائه شده در جدول 4 می توان مشاهده کرد، مکعب های بتنی GPC M40 هنگام مقایسه مقاومت فشاری مخلوط M40 معمولی و مخلوط GPC M40 باید مقاومت بهتری داشته باشند. نمونه های سیلندر به منظور یافتن مدول الاستیسیته با استفاده از یک دستگاه آزمایشی جهانی آزمایش می شوند. ظرفیت 1000 کیلونیوتن با جابجایی سرعت 0.5 میلی متر/دقیقه همانند شکل 1 نشان داده می شود. سطح مقطع سیلندر بتنی مورد استفاده دارای قطر 100 میلی متر و ارتفاع 200 میلی متر بود. سیلندرهای بتنی به صورت دقیق در بلوک بالایی سر بارگیری قرار می گیرند و بار فشاری تا زمان شکست نمونه اعمال می شود. این مقادیر ثبت می شوند و مدول الاستیسیته محاسبه می شود. این مقادیر در جدول 5 ارائه می شوند. شکل 2 نمودار تنش-کرنش درجات مختلف بتن را نشان می دهد.

تحلیل عناصر محدود تیر بتنی با آلیاژ حافظه دار تحت خمش

Finite element analysis of reinforced-concrete beam with shape memory alloy under the bending

چکیده

1. مقدمه

2. مواد و روش ها

3. نتایج و بحث

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

این مقاله به بحث تقویت تیرهای بتنی با آلیاژ حافظه دار در محل هایی با بیشترین بار و تغییر شکل می پردازد. یک تحلیل ساختاری با استفاده از FEM جهت بررسی رفتار تیرهای تقویت شده با فولاد و آلیاژ حافظه دار تحت خمش 3 و 4 نقطه ای انجام شده است. کشسانی تیر بتنی تقویت شده با میله های NiTi اندکی افزایش یافته و به نوع بارگذاری بستگی دارد. مشخص گردید که انحراف به وجود آمده تحت خمش در میله های تقویت شده توسط آلیاژ حافظه دار کمتر از میزان مشاهده شده در روش های تقویتی مرسوم بوده است.

مواد و روش ها

جهت مدل¬سازی ویژگی¬های فوق ارتجاعی میله¬های SMA، ویژگیهای ترمومکانیکی بنیادی آلیاژهای Ni55.75 و Ti44.15 توسط بایکیو و همکاران (2021) مورد بررسی قرار گرفت. دمای تغییر فاز به هنگام گرمایش (شکل 1a) و سرمایش (شکل 1b) توسط روش گرماسنجی روبشی تفاضلی مشخص گردید. ویژگیهای مکانیکی SMA (جدول 1) بدست آمده توسط کشش تک¬محوری نمونه با قطر 4 میلی متر در حلقه هیسترزیس نشان داده شده¬اند (شکل 2).

جهت تایید رفتار مدل SMA، یک عنصر استوانه¬ای شکل به قطر 4 میلی¬متر و طول 5/12 میلی¬متر مورد پژوهش قرار گرفت (شکل 3a). در این مدل، ویژگیهای آلیاژ NiTi بدست آمده از آزمایش (جدول 1) استفاده گردیده و با کشش تک¬محوری به قدرت kN 39/5 بارگذاری و سپس باربرداری شدند (شکل 3b). نیروی مورد نیاز توسط فرمولحلقه هیسترزیس بدست آمده با مدل¬سازی با مقادیر آزمایشی بدست آمده همخوانی داشته و میزان خطا بیش از %5 نمی¬باشد.

یک تحلیل ساختاری خطی توسط FEM به منظور بررسی رفتار میله¬های بتنی تقویت¬شده توسط فولاد و SMA تحت خمش 3 و 4 نقطه¬ای انجام شد. اشیای استفاده شده در این پژوهش میله¬های بتنی تقویت¬شده به طول mm 1200x80x140 (شکل 4a)، ساخته شده از بتن تقویتی C20/25 و 400C 2012mm می¬باشند (شکل 4c). داده¬های موجود در خصوص قدرت بتن و میزان تقویت آن با استانداردهای DBN V.2.6-98:2009 و DSTU B V.2.6-156:2010 تطابق داشته و در جدول 2 ارائه گردیده¬اند.

مدلی مکانیکی برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای بتنی مسلح لاغر و غیر لاغر آسیب دیده بر اثرخوردگی

Mechanical model for the shear strength prediction of corrosion-damaged reinforced concrete slender and non slender beams

چکیده

1. مقدمه

2. تأثیرات سازه ای ایجاد شده با خوردگی آرماتور

3. مدل ظرفیت فشار خرپا (CCCM)

3.1 تیرهای لاغر (a/d ≥ 2.5)

3.2 تیرهای غیر لاغر (a/d < 2.5)

4. ابعاد مرتبطی که هنگام استفاده از CCCM باید برای تیرهای با آسیب ناشی از خوردگی در نظر گرفته شود

5. تأیید آزمایشی

5.1 پایگاه داده

5.2 مقایسۀ بین مقاومت های برشی پیش بینی شده و اندازه گیری شده در جدول 4 و شکل 6 نشان داده شده است.

5.3 تحلیل پارامتریک

6. نتیجه گیری

منابع

چکیده

خوردگی فولاد در سازه های فولادی منجر به کاهش سطح آرماتور، تغییر در مشخصات مکانیکی، ترک خوردگی و در نهایت پوسته پوسته شدن و کنده شدن پوشش بتنی و سایر پدیده ها می شود. رکاب ها معمولا قطر کوچکی دارند، آنها با توجه به پوشش بتنی کوچکی که دارند، در مقایسه با آرماتور طولی بیشتر نسبت به خوردگی حساس هستند. بنابراین، خوردگی آنها تأثیر قابل توجهی بر روی مقاومت برشی دارد. اغلب مدل های موجود که به کاهش مقاومت برشی در سازه های بتنی مسلح (RC) آسیب دیده در اثر خوردگی می پردازند، تجربی هستند؛ یعنی از لحاظ عددی متناسب با نتایج آزمایشی بوده اند. در این چارچوب، مدل های مفهومی مبتنی بر اصول مکانیکی ساختاری بوده اند و برای اجزای آسیب دیده بر اثر خوردگی که هنوز مورد نیاز هستند، تأیید می شوند.

در این مقاله، مدل ظرفیت فشار خرپا (CCCM)، یک مدل مکانیکی برش که قبلا توسط محققان به دست آمده بود، برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای RC آسیب دیده با خوردگی برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای RC آسیب دیده بر اثر خوردگی انتخاب شد. بدین منظور، پارامترهای مدلی که می تواند تحت تأثیر خوردگی فولاد در تیرهای فولادی قرار گیرد، شناسایی و اصلاح شدند. پیش بینی های CCCM با نتایج آزمایشی 146 تیر لاغر و غیر لاغر (کوتاه) فاقد برش که در آن ها رکاب ها و/ یا آرماتورهای طولی در معرض خوردگی قرار داشتند مقایسه شد. هنگامی که کاهش سطح آرماتور و پهنای جان تیر با یک مقدار میانگین نسبت/V_(بینی پیش) V_آزمایش معادل 1.19 و یک ضریب تغییرات 19.5% در نظر گرفته شد، CCCM به پیش بینی های مقاومت برشی خیلی رضایت بخش رسیدد. در نهایت، یک تحلیل پارامتری برای نشان دادن کاهش پیش بینی شده در مقاومت برشی بر اساس CCCM در مقایسه با نتایج آزمایشی برخی آزمایشات خصوصا مرتبط اجرا شد.

1. مقدمه

خوردگی فولاد یکی از شایع  ترین و مرتبط  ترین فرایند های فروسایش است که سازه های بتنی مسلح را دچار می-سازد. آن باعث کاهش سطح آرماتور، تغییر در مشخصات مکانیکی میلگرد های آرماتور [1] و کاهش مشخصات اتصال بین فولاد و بتن می شود [2,3]. علاوه  براین، انبساط حجمی محصولات فرسوده باعث تنش های شکاف در امتداد آرماتور های خورده شده می شود، که این منجر به ترک خوردگی و در نهایت کنده شدن یا پوسته پوسته شدن پوشش می شود. هنگامی که آرماتور بیشتر در معرض خوردگی قرار می گیرد، نرخ خوردگی ممکن است افزایش یابد و فرایند فروسایش ممکن است تسریع یابد [4]. در نتیجۀ این پدیده ها، یک کاهش در سختی، مشخصات پیوندی، ظرفیت مهار، مقاومت خمشی و برشی رخ می دهد که می تواند بر روی عملکرد کاری و مقاومت آنها تأثیر گذارد.

6. نتیجه گیری

این مقاله با تشخیص پارامترهای کلیدی دخیل در مقاومت برشی که می تواند تحت تأثیر خوردگی قرار گیرد،  بر روی مقاومت برشی تیرهای بتنی مسلح (آرمه)، که دچار خوردگی آرماتور شده اند، متمرکز شده است. این مطالعه چگونگی تأثیر این پارامترها را بر روی مقاومت برشی پیش بینی شده بر اساس مدل ظرفیت فشار خرپا (CCCM) که قبلا توسط محققان طراحی شده مورد مطالعه قرار می دهد. نتایج زیر از این مقاله استخراج شده است:

• خوردگی رکاب ها و آرماتور طولی باعث کاهش سطح آرماتور، و در نهایت، پوسته پوسته شدن بتن و سایر تأثیرات سازه ای دیگر می شود. هر دو تأثیر را باید برای پیش بینی جداگانۀ مقاومت برشی تیرهای آسیب دیده با خوردگی در نظر گرفت. 

Abstract

Steel corrosion in RC structures leads to a reduced reinforcement area, changes in steel mechanical properties, cracking and, eventually, concrete cover spalling, among other phenomena. Stirrups are generally small in diameter and, given their small concrete cover, they are more susceptible to corrosion than longitudinal reinforcement. Hence their corrosion significantly affects shear strength. Most existing models that deal with reduction in the shear strength of corrosion-damaged reinforced concrete (RC) structures are empirical; that is, they have been numerically fitted to test results. In this context, conceptual models based on structural mechanics principles and verified for corrosion-damaged members are still needed.

In this paper, the Compression Chord Capacity Model (CCCM), a shear mechanical model previously derived by the authors, is adapted to predict the shear strength of corrosion-damaged RC beams. For this purpose, the model parameters that can be affected by steel corrosion in RC beams were identified and modified accordingly. CCCM predictions were compared to the experimental results of 146 slender and non slender beams failing in shear, in which stirrups and/or longitudinal reinforcement was subjected to corrosion. The CCCM achieved very satisfactory shear strength predictions when reductions in reinforcement areas and web width were taken into account, with a mean value of the Vtest/Vpred ratio equaling 1.19 and a 19.5% coefficient of variation. Finally, a parametric analysis was performed to show the predicted reductions in shear strength according to the CCCM compared to the experimental results of some especially relevant tests.

1. Introduction

Steel corrosion is one of the most frequent and relevant deterioration processes that reinforced concrete structures undergo. It causes reductions in reinforcement areas, changes in reinforcing bars’ mechanical properties [1] and loss of bond properties between steel and concrete [2,3]. In addition, the volumetric expansion of corrosion products causes splitting stresses along corroded reinforcement, which lead to cracking and eventually to cover spalling. As reinforcement becomes more exposed, the corrosion rate may increase and the deterioration process might accelerate [4]. As a result of these phenomena, a reduction in stiffness, bond properties, anchorage capacity, flexural and shear strengths takes place that may affect their service performance and strength.

6. Conclusions

This paper focused on the shear strength of reinforced concrete beams affected by reinforcement corrosion, identifying the key parameters involved in shear strength that can be affected by corrosion. It also studied how these parameters influenced the predicted shear strength according to the Compression Chord Capacity Model (CCCM), previously developed by the authors. The following conclusions are drawn:

• The corrosion of stirrups and longitudinal reinforcement brings about a reduction in the reinforcement area and, eventually, concrete spalling, among other structural effects. Both effects must be taken into account to adequately predict the shear strength of corrosion-damaged beams.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدلی مکانیکی برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای بتنی مسلح لاغر و غیر لاغر آسیب دیده بر اثرخوردگی

Mechanical model for the shear strength prediction of corrosion-damaged reinforced concrete slender and non slender beams

مطالعه تجربی رفتار چرخه ای پایه های پل بتنی مسلح با خوردگی غیر یکنواخت

Experimental study on the cyclic behavior of reinforced concrete bridge piers with non-uniform corrosion

چکیده

1. مقدمه

2. برنامه آزمایشی

2.1. جزئیات نمونه

2.2. خوردگی الکتریکی شتاب یافته

2.3. تجهیزات آزمایشی و پروتکل بارگذاری

3. نتایج تجربی

3.1. مشاهده تجربی

3.2. منحنی‌های هیسترتیک

3.3. ظرفیت و شکل پذیری مقاومت جانبی

3.4. اتلاف انرژی

3.5. انحنا

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

پل های ساحلی در معرض محیطهای دریایی همیشه در امتداد ارتفاع پایه دچار خوردگی غیر یکنواختی می‌شوند. با افزایش خوردگی غیر یکنواخت، خواص مصالح پایه پل در منطقه پاشش آب و جزر و مد به طور قابل توجهی تنزل می‌یابد و بر عملکرد لرزه‌ای آن تأثیر می‌گذارد. در این مطالعه، چهار نمونه پایه پل مقیاس بندی شده، طراحی و ساخته شدند. این نمونه‌ها در معرض سطوح مختلفی از خوردگی الکتریکی شتاب یافته در منطقه پیشنهادی پاشش آب و جزر و مد قرار گرفتند. سپس، تست بار چرخه‌ای بر روی چهار نمونه از پایه‌های پل انجام شد. رفتار هیسترتیک، ظرفیت بارگذاری، شکل پذیری، ظرفیت اتلاف انرژی و انحنای میانگین هر نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مشخص شد که با افزایش سطح خوردگی، ظرفیت بار، شکل پذیری و مصرف انرژی تجمعی نمونه‌ها کاهش پیدا می‌کند. وقتی خوردگی به اندازه کافی شدید باشد، محل مفصل پلاستیک از پایین پل به منطقه خورده شده تغییر می‌یابد.

1. مقدمه

در سالهای اخیر، چین در زمینه ساخت پلهای ساحلی یک جهش رو به پیشرفت داشته است. با این حال، پلهای ساحلی معمولاً برای دوره‌های زمانی قابل توجه در معرض محیط‌های نامساعد قرار گرفته‌اند. مشکل خوردگی آرماتوربندی فولادی ناشی از نفوذ کلرید، بارزتر شده است. نفوذ مداوم کلرید، سطح آرماتور (1)، مقاومت مصالح (2،3) و پیوند بین آرماتور و بتن (4) را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، با توجه به اینکه بیشتر مناطق چین در معرض خطر زلزله هستند، پلهای ساحلی ممکن است با تهدید دوگانه شرایط نامساعد محیطی و زلزله مواجه شوند. پایه‌های پل اعضای اصلی باربر سازه‌های پل هستند، و تخریب شدید آنها باعث کاهش عملکرد لرزه‌ای پل‌های ساحلی می‌شود (5). برای اطمینان از ایمنی پلهای ساحلی، بررسی عملکرد لرزه‌ای پایه‌های خورده شده و ارائه پیشنهادات مناسب برای طراحی و بازسازی پلهای ساحلی امری ضروری است (6). 

4. نتیجه گیری

این مطالعه، خوردگی غیر یکنواخت پایه‌های پل ساحلی را در نظر گرفته است. چهار نمونه پایه پل با مقادیر مختلف خوردگی در ناحیه خوردگی پیشنهادی طراحی شدند و تست بار چرخه‌ای انجام شد. نتیجه گیری اصلی با توجه به نتایج آزمایش، به شرح زیر است:

(1) سه نمونه پایه پل با استفاده از تست خوردگی الکتریکی شتاب یافته، دچار خوردگی شدند. با مقایسه میانگین درصد واقعی اتلاف جرم در هر نمونه با نرخ خوردگی هدف، تست خوردگی الکتریکی شتاب یافته می‌تواند نرخ خوردگی نسبتاً ایده آلی را  در این تست بدست آورد. 

(2) در مقایسه با نمونه خورده نشده، نمونه‌های خورده شده عملکرد هیسترزیس ضعیفی را نشان دادند که در آن بار پیک تا 23.3 % و شکل پذیری تا 45 % کاهش یافته بود. و مصرف انرژی تجمعی نیز از 16.9kN⋅m به 1.8kN⋅m تنزل یافته بود. 

Abstract

Coastal bridges exposed to the marine environment always suffer from non-uniform corrosion along the pier height. As the non-uniform corrosion increase, the material properties of the pier in the splash and tidal zone deteriorates significantly, affecting the seismic performance of the pier. In this study, four scaled bridge pier specimens were designed and fabricated. These specimens were subjected to different level of electrical accelerated corrosion in the proposed splash and tidal zone. Then, the cyclic load tests were conducted on the four bridge pier specimens. The hysteretic behavior, loading capacity, ductility, energy dissipation capacity and mean curvature of each specimen were analyzed. It was found that with increasing corrosion level, the load capacity, ductility and cumulative energy consumption of the specimens decreased. When the corrosion was severe enough, the location of the plastic hinge will transfer from the pier bottom to the corroded zone.

1. Introduction

In recent years, China has made a developmental leap in coastal bridge construction. However, the coastal bridges are usually exposed to harsh environments for significant periods of time. The problem of steel reinforcement corrosion caused by chloride penetration has become more prominent. The continuous chloride penetration will reduce reinforcement area[1], material strength [2,3], and bond between reinforcement and concrete[4] . Moreover, Due to most areas of China are at risk of earthquakes, coastal bridges may face a dual threat of harsh environmental conditions and earthquakes. Piers are the primary loadbearing members for bridge structures, and the severe deterioration of piers will reduce the seismic performance of coastal bridges [5]. To ensure the safety of coastal bridges, it is necessary to investigate the seismic performance of corroded piers and provide appropriate suggestions for the design and retrofit of coastal bridges [6] .

4. Conclusions

This study considers the non-uniform corrosion of coastal bridge piers. Four pier specimens with different corrosion levels in the proposed corrosion zone were designed and cyclic load test was performed. Based on the test results, the main conclusions are as follows:

(1) Three bridge pier specimens were corroded using the electrical accelerated corrosion test. Comparing the actual average mass loss percentage of the reinforcements of each specimen with the target corrosion rate, the electric accelerated corrosion test can obtain relatively ideal test corrosion rate.

(2) Comparing with the uncorroded specimen, the corroded specimens showed a poor hysteresis performance, of which the peak load decreased by up to 23.3% while the ductility down to 45% and the accumulated energy consumption decreased from 16.9kN⋅m to 1.8kN⋅m.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه تجربی رفتار چرخه ای پایه های پل بتنی مسلح با خوردگی غیر یکنواخت

Experimental study on the cyclic behavior of reinforced concrete bridge piers with non-uniform corrosion