ارزیابی پاسخ لرزه ای قاب های بتن آرمه پس از آتش سوزی به روش اجزای محدود

با توجه به اهمیت برآورد ظرفیت لرزه ای باقی مانده سازه ها پس از وقوع آتش سوزی، در این مقاله مطالعه عددی برپایه روش اجزای محدود روی قاب های بتن آرمه انجام شد. مراحل شبیه سازی عددی شامل دو گام مجزا است. در گام اول، فرآیند توزیع دما در عناصر تشکیل دهنده قاب ها حین قرار گرفتن در معرض آتش به وسیله تحلیل انتقال حرارت شبیه سازی گردید. در گام دوم با بهره گیری از ویژگی های مکانیکی باقی مانده مصالح براساس بیشینه حرارت تجربه شده در گام قبل، رفتار نمونه ها تحت بارگذاری جانبی افزایشی (پوش آور) مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه های آزمایشگاهی مورد استفاده برای درستی آزمایی مدل عددی پیشنهادی، شامل دو قاب با نسبت ظرفیت خمشی تیر به ستون متفاوت است که هر قاب در دو حالت شامل قاب در دمای محیط به عنوان نمونه شاهد و قاب پس از قرار گرفتن در کوره، در نظر گرفته شد. در مرحله تحلیل انتقال حرارت، علاوه بر ارزیابی مدل های حرارتی مواد و شرایط مرزی تعریف شده، حساسیت پاسخ ها به دو پارامتر تاثیرگذار بر توزیع حرارت شامل درصد رطوبت بتن و قابلیت جذب انرژی حرارتی سطح بتن ارزیابی شد. در گام تحلیل مقاومت لرزه ای باقی مانده، با توجه به مدل های مختلف موجود برای منحنی تنش-کرنش بتن حرارت دیده، پاسخ لرزه ای قاب بر پایه سه مدل متداول بررسی شد. مقایسه نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی در گام اول نشان داد که مدل عددی به خوبی تاریخچه دما-زمان در عناصر قاب ها را پیش بینی می کند و درصد رطوبت 5/1 و ضریب قابلیت جذب انرژی سطح بتن برابر با 7/0 موافقت بهتری با داده های آزمایشگاهی دارد. نتایج مرحله تحلیل عملکرد لرزه ای نشان داد که بر اثر آتش سوزی 21 درصد مقاومت و 30 درصد جذب انرژی نمونه با تیرضعیف-ستون قوی، کاهش می یابد، در حالی که در نمونه با تیرقوی-ستون ضعیف، این مشخصه ها به ترتیب 35 و 49 درصد است.