تحلیل هزینه سازه ای در چرخه عمر برای تغییرات ظرفیت خمشی تیرهای بتن آرمه در معرض خوردگی میلگرد

شرایط مهاجم محیط های خورنده به علت حمله یون های مخرب سبب خوردگی بیش از حد میلگردهای فولادی مدفون در بتن مسلح می شوند که موجب کاهش سطح مقطع فولاد و زوال مقاومت سازه می گردد. تیرهای بتنی در شرایط خوردگی انواع مختلفی از عدم قطعیت در فازهای خوردگی در طول عمر خدمت پذیری دارند، که بایستی مطابق با یک مدل احتمالاتی مناسب در تحلیل قابلیت اعتماد لحاظ گردند. هرچند که بروز پدیده خوردگی غیر قابل اجتناب می باشد، اما می توان با انتخاب روش های مناسب و نیز بهره گیری از نتایج آنالیز های هزینه چرخه عمر، ضمن به تاخیر انداختن خوردگی، هزینه های تعمیر و نگهداری را نیز به حداقل رساند. در این نوشتار در ابتدا مطالب مرتبط با نحوه مدلسازی خوردگی اعمالی در روش اجزا محدود و نتایج حاصل از تغییرات ظرفیت در میزان درصد خوردگی های متفاوت برای تیرهای طراحی شده از دو روش طراحی حالت حدی و طراحی مقاومت، بررسی می شوند. در ادامه ضمن در نظر گرفتن ظرفیت خمشی به عنوان متغییر تصادفی در محاسبه احتمال کاهش ظرفیت مقاطع خورده شده که از طریق تعریف فرایند گاما صورت می پذیرد، به بررسی و بهینه یابی هزینه های ناشی از خرابی در چرخه عمر خدمت پذیری تیرهای بتن مسلح از طریق فرایند تجدید، پرداخته می شود. نتایج حاکی از آن هستند که حدود مجاز خرابی که تعیین کننده آستانه انجام تعمیرات در تیرهای مدلسازی شده می باشند تاثیر بسزایی در احتمال خرابی دارند به طوری که با افزایش ۱۰% حدود ۵ سال برای طراحی حالت حدی و۵/۳ سال برای روش طراحی مقاومت، احتمال وقوع خرابی افزایش می یابد. مقدار بهینه زمان تعمیرات نیز در حدود مجاز خرابی در تیر طراحی شده از روش طراحی مقاومت کمتر از زمان متناظر در روش طراحی حالت حدی می باشد.

Keywords:

خوردگی آرماتور , هزینه چرخه عمر , بتن مسلح , تحلیل قابلیت اعتماد , اجزا محدود