چکیده  

ارزیابی شرایط موجود و اثرات اضمحلال در پلهای بتن مسلح تصمیمات مدیریتی از قبیل بازرسی نگهداری و تعمیر را قویا تحت تاثیر قرار می دهد. به علت عوامل متعدد عدم قطعیت در مدلهای اضمحلال، یک رویکرد احتمالاتی برا ی این امر مناسب می باشد.آنالیز قابلیت اعتماد شامل اطلاعات احتمالاتی از تمام متغیر های مربوط به بار و مقاومت معیاری فراهم می آورد که توسط آن می توان ایمنی، کار آمدی هزینه، و بقیه ملاحظات مدیریتی را تعیین یا مقایسه کرد. علاوه بر این یک سیستم پایش سلامت می تواند به طور موثری برای کاهش عدم قطعیت ها استفاده شود که از طریق آن اطلاعات مربوط به عملکرد سازه ای می تواند در مدیریت پلها دخیل شود. هدف این تحقیق ارائه یک مدل احتمالاتی قابلیت اعتماد سازه برای محاسبه احتمال انهدام سازه است این مدل شامل یک روش برای بروز رسانی عملکرد پلهای بتنی در معرض اضمحلال می باشد. این هدف توسط یک مدل قابلیت اعتماد محاسباتی و شبیه سازی مونت کارلو انجام شده است. یک مثال ساده تاثیراتی که این روش در قابلیت اعتماد وابسته به زمان سازه دارد بیان می کند و فواید استفاده از سیستم پایش سلامت در مدیریت پلهای در معرض اضمحلال را روشن می سازد.

واژگان کلیدی: پلهای بتن مسلح- خوردگی- آنالیز قابلیت اعتماد-  شبیه سازی مونت کارلو- پایش سلامت

فصل اول: طرح تحقیق  

١- ١ مقدمه

بتن مسلح به طور وسیعی در تسهیلات زیر ساختی عمرانی در کشورهای مختلف در قرن اخیر مورد استفاده قرار گرفته است. انگیزه اصلی استفاده از آن قابلیت قالبگیری به شکلها و سایز های مختلف و همچنین دوام بالای مشاهده شده در سالهای اولیه است.شناخت بتن  تا دهه ٧٠ میلادی بسیار محدود بود. تا اینکه مشاهده شد سازه های بتنی با سرعتی بالاتر از مقدار پیش بینی شده در طراحی اولیه  دچار اضمحلال می شوند. درنتیجه نیاز به یک سیستم بازرسی منظم و در صورت لزوم نگهداری برای حفظ ایمنی و کارایی سازه  در محل آشکار گردید. تعداد سازه ها (پلها ،ساختمانها ،دیوارهای حایل ،لوله های مدفون و …) در دهه های اخیر به سرعت افزایش یافته است. در نتیجه یک برنامه جامع بازرسی، نگهداری، تعمیر ،بهسازی و جایگزینی از لحاظ اقتصادی امکان پذیر نمی باشد. بنابراین یک سیستم مدیریتی برای حفظ ایمنی و سرویس پذیری سازه ضمن بهینه سازی منابع مورد نیاز ضروری است.

به علت اضمحلال و افزایش تقاضا با گذشت زمان ارزیابی سازه های موجود در مراحل مختلف عمر سرویس دهی آنها به منظور مدیریت کارآمد سازه ها حیاتی است. عدم قطعیتهای مربوط به ماهیت،سرعت اضمحلال،تقاضا و عملکرد واقعی سازه قابل ملاحظه هستند و در طی عمر سرویس دهی سازه در معرض تغییرند. به علت وجود این عدم قطعیتها تضمین ایمنی کامل سازه امکان پذیر نیست از این رو سیستم های مدیریتی بر پایه قابلیت اعتماد توجه جامعه مهندسین را به خود جلب کرده است .در این روش عملکرد سازه توسط قابلیت اعتماد آن بیان می گردد یعنی احتمال اینکه سازه یکی از حدود تعریف شده را در طول عمر سرویس دهی هدف نقض کند. نگهداری و تعمیر وقتی که قابلیت اعتماد به سطح حداقل قابلیت اعتماد مورد پذیرش برسد،ضروری است.پایش سلامت پل در ارتباط با بازرسی ها و آزمایشات می تواند برای افزایش اطمینان به عملکرد سازه توسط کاهش عدم قطعیتهای مربوطه استفاده شود. پایش سلامت پل همچنین برای بررسی و تصدیق کارآمدی روشهای تعمیر و بازسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

۱ – ۴ اهداف تحقیق

هدف اصلی این پروژه ارائه یک مدل احتمالاتی قابلیت اعتماد سازه برای عرشه پلهای بتن مسلح در معرض نمک های یخ زدا است که می تواند احتمال انهدام سازه ” را در زمانهای مختلف در طول عمر سرویس دهی سازه ارزیابی کند. این هدف با تبیین یک روش برای خیل کردن موثر داده های بدست آمده از طریق پایش سلامت سازه برای ارزیابی راهکارها و سیستم های مدیریتی همراه است. تاثیر این روش توسط کمی کردن میزان کاهش در عدم قطعیت ها شرح داده شده است.اقدامات اصلی انجام شده در این پروژه شامل موارد :

۰ مطالعه مکانسیم خوردگی و اثرات آن با

۰ مطالعه مدلهای مختلف پیش بینی گیندهٔ خوردگی در سازه های بتنی و مقایسه آنها

  • مطالعه تجهیزات موجود برای پایش روند اضمحلال
  • ارایه یک چهارچوب کلی برای انجام آنالیز قابلیت اعتماد سازه در حالات حدی مختلف
  • کمی کردن تأثیر روند پیشنهادی برای طیفی از خروجی های سنسور
  • انجام آنالیز حساسیت پارامترهای مختلف درگیر در پیش بینی عملکرد

انتظار می رود که نتایج این پروژه به اثبات اثر بخشی استفاده از مدلهای قابلیت اعتماد از طریق افزایشی آگاهی و قابلیت تعیین ضریب ایمنی سازه در مدیریت سازه های در معرض اضمحلال کمک کند. این موضوع ابزاری اقتصادی و موثر فراهم می آورد که می تواند توسط مدیر یا مالک سازه برای تصمیم گیری منطقی مربوط به راهکارهای تعمیر نگهداری و بازرسی بهینه به کار رود و بنابر این هزینه های طول عمر را کمینه می کند.

1-1-  مقدمه …………… 2

1-2- عنوان تحقیق…………………….. 3

1-3-  بیان مساله………………………… 3

1-4  اهداف تحقیق                             4

اقدامات اصلی مدیریت پل براساس قابلیت اعتماد

اقدامات اصلی مدیریت پل براساس قابلیت اعتماد

فصل دوم : مروری بر ادبیات موضوع 

2-1 مقدمه    

مروری کلی از پروژه به همراه اهداف تحقیق در بخش قبلی به طور خلاصه آورده شد. در این بخش مروری بر کارهای گذشته داریم.توصیف کلی سیستم مدیریت پل(BMS) ، و بخش های اصلی آن در قسمت اول به طور خلاصه آمده است.تخمین و پیش بینی سرعت اضمحلال در سازه یک قسمت ضروری از سیستم مدیریتی است که مدیر یا مالک سازه را قادر می سازد فعالیتهای بازرسی، نگهداری و تعمیر را برنامه ریزی کند. فهم ماهیت روند اضمحلال درگیر و پدیده های فیزیکی مسئول این روند ضروری است. مکانیسم خوردگی فولاد مدفون در بتن بیان شده است. مروری بر تلاشهای تحقیقاتی برای مدلسازی روند اضمحلال (اضمحلال ناشی از کلر) ارائه گردیده است.داده های بدست آمده از پایش سلامت می تواند برای کاهش عدم قطعیت در عملکرد سازه ای ارزیابی  شده در هر نقطه از زمان یا پیش بینی شده از طریق مدل های اضمحلال به کار رود. تعدادی از تجهیزات مهم مربوط به پایش سلامت سازه ها برای مراحل مختلف در عمر سرویس دهی سازه های بتنی معرفی شده است.

2-2 سیستم مدیریت پل BMS

در سالهای اخیر، احیای زیر ساختها در آمریکای شمالی و دیگر کشورها مرکز توجه قرار گرفته است. نیاز مبرم به وجود یک سیستم مدیریتی برای پروژه های زیر ساختی به منظور تسهیل اولویت بندی مناسب و بودجه بندی عملیات نگهداری توسط اولیای امورشناخته شده است. این موضوع درباره پلها نیز که به عنوان رابط حیاتی در شبکه های جاده ای محسوب می شوند صادق است.  اضمحلال سریع پلها به علت قرارگیری در محیط خشن و حجم ترافیک در حال افزایش، مدیریت این دارایی های مهم را به تلاشی بغرنج تبدیل کرده است.سیستم مدیریت پل در کشور های مختلف متفاوت است. اداره فدرال بزرگراههای ایالات متحده6(FHWA) لازم می داند هر ایالتی اطلاعات مربوط به  هر پل را طبق راهنمای کد گزاری و ثبت FHWA برای ارزیابی پل های کشورتهیه کند.این اطلاعات برای تولید مستندات ملی پل7 (NBI)  استفاده می شوند.  FHWA پلها را به صورت ناکارآمدی سازه ای یا ازکارافتادگی عملکردی بر اساس شرایط آنها تقسیم بندی می کند. قابلیت پل برای بازسازی یا جایگزینی  توسط قاعده ارزیابی کارایی تعیین می شود. NBI  اطلاعاتی که می تواند برای پیش بینی شرایط آینده پل استفاده شود یا نیازهای نگهداری و تعمیر در آینده را تخمین بزند، تامین نمی کند.با شناخت نیاز به راهبردهای مختلف برای حفاظت پل در آینده، تعاونی ملی برنامه تحقیق بزرگراه (NCHRP ) گزارشی (گزارش300) در دسامبر1987 منتشر کرد تا چهارچوبی برای BMS تعیین کند. هدف کلی این گزارش توسعه یک مدل سیستم مدیریتی پل بود که بتواند توسط یک ایالت یا اداره حمل و نقل محلی استفاده شود [1]. دو سیستم مدیریتی اصلی که امروزه در  ایالات متحده آمریکا استفاده می شوند ،PONTIS ارائه شده توسط تلاشی مشترک بین اداره فدرال بزرگراهها9 و دپارتمان حمل و نقل ایالتی10 و BRIDGIT ارائه شده توسط تعاونی ملی برنامه تحقیق بزرگراه هستند.  در انگلستان یک سیستم مدیریت پل با نام HSMIS در سال 1999 اجرا شد. از دیگر سیستم های مدیریتی می توان Nats ،BridgeMan و COSMOS را نام برد.بیشتر سیستم های مدیریتی سازه ها را به المانهایشان تقسیم می کنند تا اطلاعات مربوطه را  جمع آوری، ذخیره و آنالیز کنند و از آنها برای بهینه سازی فعالیت های مدیریتی در پروژه استفاده کنند. شکل 2-1 بخشهای اصلی سیستم مدیریتی یک پل معمول را نشان می دهد.

2 – 5 تجهیزات پایش

پایش خوردگی آرماتورها در بتن به منظور جلوگیری از انهدام پیش از موعد سازه های بتن مسلح از اهمیت خاصی برخوردار است. تمایل فزاینده ای برای استفاده از روشهای غیر مخرب در آزمایش دوام سازه های بتن مسلح وجود دارد. مدلهای پیش بینی کننده عملکرد از چنین داده هایی مازادی بهره می برند.ارزیابی غیر مخرب نقش حیاتی در بررسی ایمنی، سرویس پذیری و ظرفیت پلها دارد. اندازه گیری پارامتر های مختلف و در نتیجه تجهیزات پایشی مختلف برای توصیف رفتار حقیقی سازه مورد نیاز است.سیستم پایشی پل به طور کلی به دو گروه تقسیم می شوند: – روشهای پایش سراسری – روشهای پایش موضعی پایش سراسری وقتی مورد نیاز است که اطلاعات کافی برای تمامیت کلی سازه ای یا ناحیه مشخصی از آسیب موجود نیست و یا در جایی که بازرسی چشمی با توجه به اینکه ترکها ممکن است داخلی باشند، امکان پذیر نباشد. پایش سراسری وضعیت جایی را که برابر بارش برای تحقیق بیشتر در مورد جزئیات یک نقیصه شناخته شده اعمال شده است، نشان می د شود و به اطلاعات قبلی ناحیه پایش شده استناد میکند. پایش سراسری میتواند برای محاسبه خواص دینامیکی سازه (یعنی پایش تغییرات در فرکانس، شکل مدی یا مقایسه فرکانس دینامیکی سازه ها)، پایشی انتشار امواج صوتی ، جابجایی سازه و غیره به کار رود.از آنجایی که در این تحقیق بر اضمحلال سازه های بتنی با توجه خاصی بر خوردگی آرماتورها تمرکز دارد ، فقط تجهیزات مورد استفاده در پایش این مکانیسم اضمحلالی مشخصی با جزئیات بحث خواهد شد. همانطور که قبلا گفته شد فرایند خوردگی آرماتور ها به دو مرحله مجزا قابل تقسیم است: مرحله آغاز و مرحله بیشی موضعی بعد از پایش سراسری انجام می انتشار. بنابراین تجهیزات موجود را می توان به دو گروه تقسیم کرد.

2-1-  مقدمه……………. 5

2-2-  سیستم مدیریت پل………….. 7

2-2- 1-مدیریت پل بر اساس قابلیت اعتماد…………………………..9

2-3-  اضمحلال سازه های بتنی ………………….11

2-3- 1- خوردگی فولاد در بتن …………………..11

2-3- 2- اضمحلال ایجاد شده توسط کلر ……………………………14

2-3- 2-1- مکانیسم ورود یون ……………………15

2-3- 2-2- خوردگی ناشی از کلر……………….. 16

2-3- 2-2- خوردگی ناشی از کربناتاسیون…………………………..16

2-3- 3- آسیب های خوردگی …………………… 17

2-4-  مدلهای اضمحلال …………. 17

2-4- 1- مدلهای آغاز خوردگی…………………… 18

2-4- 2- مدلهای انتشار خوردگی………………….24

2-4- 2-1- مدلهای موجود پیش بینی کننده سرعت خوردگی………………25

2-4- 2-1- 1 نقدی برمدلهای موجود پیش بینی کننده سرعت خوردگی……………………..28

2-4- 3- مدلهای با قابلیت تغییر پذیری مکانی ……………..29

2-5 .تجهیزات پایش ………………..30

2-5- 1- تجهیزات مربوط به مرحله آغاز خوردگی ……………. 30

2-5- 1-1- اندازه گیری یون کلر …………………31

2-5- 1-2 سنسور های خطر خوردگی …………… 32

2-5- 1-3- روش اندازه گیری رسانایی ……………32

2-5- 2- تجهیزات مربوط به مرحله انتشار خوردگی………….. 33

2-5- 2-1- اندازه گری پتانسیل نیم پیل………… 3

2-5- 2-1- اندازه گیری جریان خوردگی…………………………… 35

2-6- خلاصه و نتیجه گیری ……………………… 37

بخش های اصلی سیستم مدیریت پل

بخش های اصلی سیستم مدیریت پل

فصل سوم : ایمنی سازه ای و قابلیت اعتماد 

1-3 بیان مساله  

خوردگی آرماتور ها یکی از عوامل اصلی اضمحلال سازه های بتنی است. به طور کلی خوردگی با کاهش مقطع آرماتورها و ورقه ورقه شدن بتن و از بین رفتن پیوستگی بین آرماتورها و کاور بتن همراه است و در طول زمان باعث کاهش مقاومت و سرویس پذیری سازه می شود. پیش بینی وضعیت آینده و عملکرد زیرساختها به منظور مدیریت هوشمند و استفاده موثر از منابع  امری حیاتی است.  مطالعات زیادی برای دستیابی به خطر ناشی از اضمحلال سازه صورت گرفته که به توسعه مدلهای پیش بینی کننده منجر شده است.پارامترهای ورودی این مدلها بر اساس تجربیات گذشته و مشاهدات میدانی از پلهای مشابه است.به علت کمبود اطلاعات موجود، عدم درک مناسب از مکانیسم درگیر، فرضیات مربوط به پدیده اضمحلال و در نظر گرفتن وضعیت آرمانی برای انجام مدلسازی میزان قابل توجهی از عدم قطعیت های عارضی و ذاتی مشاهده می شود. این عوامل از استفاده موثر از این مدلها در مدیریت کارآمد سازه ها جلوگیری می کنند.آمار واحتمال چهارچوبی مناسب برای پرداختن به این متغیر ها است. آنالیز قابلیت اعتماد شامل اطلاعات احتمالاتی از همه متغیرهای بار و مقاومت معیاری فراهم می کند که توسط آن ایمنی، بهره وری هزینه و دیگر ملاحظات مدیریتی را می توان سنجید یا مقایسه کرد. با استفاده از مدل قابلیت اعتماد می توان احتمال نقض حدود تعیین شده برای سازه را در طول عمر سرویس دهی آن محاسبه نمود.ابتکارات اخیر در تکنولوژی سنجش و ردیابی باعث توسعه سنسورهایی شده است که می توان برای پایش دائمی سازه ها به کار برد. این سیستم های پایش سلامت توان نهفته زیادی در مدیریت زیرساختها دارند.از این سنسور ها می توان برای کسب اطلاعات خاص در مورد بارگذاری، پاسخ، مکانیسم های حاکم و سرعت اضمحلال و غیره استفاده کرد. اعتماد به نتایج مدلهای قابلیت اعتماد را می توان توسط کاهش زمینه های مربوط به عدم قطعیتها  با استفاده از اطلاعات تکمیلی بدست آمده از طریق سیستم های پایش سلامت ،افزایش داد.تخمین سطح ایمنی با استفاده از مدلهای قابلیت اعتماد و توسعه روشهای پایش سلامت برای ارزیابی  شرایط و عملکرد سازه ها در سیستمهای  مدیریتی تا کنون دنبال شده  است. یک ابزار  مناسب باید.برای توام کردن دو زمینه که می تواند گسترش اضمحلال را با اعتماد بیشتری (با کاهش عدم قطعیتهای عارضی) در عمر سرویس دهی سازه ها پیش بینی کند توسعه یابد. این ابزار می تواند برای کمک به تصمیمات مدیریتی مانند بهینه سازی بازرسی ها و اقدامات مدیریتی استفاده شود.لازم به ذکر است در این تحقیق فرض بر این است که تنها عامل اضمحلال سازه در طول عمر مفید آن خوردگی ناشی از وجود یون کلر می باشد. تاثیر همزمان سایر عوامل اضمحلال شامل کربناتاسیون، خستگی، یخ زدگی و ذوب شدگی متوالی و …به علت پیچیدگی موضوع در نظر گرفته نشده است. اگر چه این فرایندها در آسیبهای ناشی از خوردگی موثرند.

3-2 اضمحلال سازه های بتنی

از زمان کشف اضمحلال پل های بتنی در اواخر دهه 70، مطالعات جامع و دقیقی بر روی دوام بتن روشن ساخت که چندین مکانیسم مسئول این اضمحلال هستند. این مکانیسم ها می توانند به دو گروه اصلی تقسیم بندی شوند:

۔ مکانیسم ھای اضمحلال شیمیائی

– مکانیسم های اضمحلال فیزیکی

مکانیسمهای شیمیایی شامل حمله کلریدی، کربناتاسیون، حمله اسیدی حمله سولفاتی، و واکنشی قلیایی سنگدانه ها و مکانیسم های فیزیکی شامل یخ زدن و ذوب شدن، تراوشی، فرسایشی و ترک خوردگی هستند.در مورد پلهای بتن مسلح گزارش شده است که در ابتدا نه به علت خود بتن بلکه به علت خوردگی آرماتور های مدفون در بتن دچار اضمحلال می شوند. مکانیسم های اولیه که مسئول این موضوع هستند، کربناتاسیون و حمله کلریدی می باشند. در این دو روند عامل های مهاجم به تمامیت بتن به صورت مستقیم حمله نمی کنند بلکه از طریق سطح به داخل بتن نفوذ می کنند تا جایی که به سطح آرماتورها برسند وبه شروع خوردگی آرماتورها کمک کنند. بیبیسی بهٔ دلیل محصولات تولیدی منبسط شونده باعث اضمحلال بتن (به عنوان مثال ترک خوردگی و ورقه ورا می شوند.

3-3 – مدلسازی عدم قطعیت

مدلسازی یا به عبارت دیگر مقدار دهی به عدم قطعیت متغیرهای فرو اضمحلال برای ارزیابی ویژگی های ایمنی سازه مهم است. روشی که به صورت گسترده ای برای بیان مقدار عدم قطعیت تصادفی پذیرفته شده است، در نظر گرفتن آن به عنوان یک متغیر تصادفی و اختصاص تابع توزیع احتمالا” برای آن است. شکل تابع توزیع و پارامترهای آن عموما از طریق استدلال فیزیکی و داده های آزمایشی یا میدانی موجود تعیین می شود به طور مثال عمق کاور بتن می تواند توسط یک توزیع نرمال مدل شود.

3 – 9 – خلاصه و نتیجه گیری

در این فصل روشهای آماری و احتمالاتی استفاده شده در این تحقیق ارائه شد. این روشها برای مدلسازی عدم قطعیت های مربوط به پارامترهای ورودی مدلهای اضمحلال توصیف شده در بخش قبلی استفاده می شوند. روش های گفته شده در آنالیز قابلیت اعتماد برای تخمین و پیش بینی عملکرد سیستم به کار می رود. رویکرد بیزین برای بروزرسانی احتمال پیشامد در این بخش ارائه شد. این روش برای ترکیب کردن داده های بدست امده از طریق روشهای پایش سلامت با اطلاعات پیشین موجود از بقیه سازه های مشابه یا از گذشته استفاده می شود.

3-1 . مقدمه …………………………… 39

3-2 . تقسیم بندی عدم قطعیت های تصادفی …………………..40

3-2- 1- عدم قطعیت ذاتی ………40

3-2- 2- عدم قطعیت عارضی……………………… 40

3-2- 2-1- عدم قطعیتهای آماری………………..40

3-2- 2-2- عدم قطعیت مدلسازی……………… 41

3-3-  مدلسازی عدم قطعیت ……………………… 41

3-4-  ممان های یک توزیع ……..41

3-4- 1- ممان اول (میانگین) ………………………42

3-4- 2- ممان دوم (واریانس) ……………………. 42

3-5-  آمار بیزین………………………. 43

3-6- آمار مقادیر نهایی……………. 44

3-7-  آنالیز قابلیت اعتماد سازه…………………….45

3-8-  روش شبیه سازی مونت کارلو ……………50

3-9-  خلاصه و نتیجه گیری …….52

پنجره خروجی با در نظرگرفتن حالت حدی نهایی

پنجره خروجی با در نظرگرفتن حالت حدی نهایی

فصل چهارم : کاربرد آنالیز قابلیت اعتماد در سازه های بتن مسلح  

4-2-1-مدل اضمحلال بر اساس عمل کرد

در مدلهای موجود برای اضمحلال ناشی از کلراضمحلال عملکرد به کاهش مقطع فولاد به علت خوردگی مربوط می شود اضمحلال پل یا المانهای آن تا زمانی که خوردگی آغاز نشده است مورد بررسی قرار نمی گیرد به طوری که در شکل 4 – 2 الف توسط خط افقی نشان داده شده است. اصلاح این مدل در شکل 4 – 2 – با نشان داده شده است. علاوه بر حالات حدی که تحت تاثیر مرحله انتشار خوردگی هستند(یعنی حالت حدی سرویس پذیری و حالت حدی نهایی)، حالت حدی دوام نیز در این حالت درنظر گرفته شده است. همانطور که در شکل 4 – 2-تب نشان داده شده است، مرحله ورود کلر در مقداری کردن اضمحلال عملکرد نقش دارد. به عبارت دیگر نشانه اضمحلال عملکرد به محض اینکه یون کلر شروع به نفوذ در بتن می کند( مرحله آغاز خوردگی) آغاز می شود. این موضوع توسط تعریف عملکرد پل یا هر یک از المانهای آن به صورت تابعی از تمایل به خوردگی قابل دستیابی است. این تجدید نظر معرفی اقدامات پایش پیش گستر را ترویج می کند. و استفاده از روشهای نگهداری پیش گیرنده را تسهیل می کند.

4-1 . مقدمه…………..54

4-2 . مدل اضمحلال بر اساس عملکرد…………….55

4-3-  طبقه بندی حالات حدی …………………. 56

4-3- 1- حالت حدی دوام ………..56

4-3- 2- حالت حدی سرویس پذیری…………. 58

4-3- 1- حالت حدی نهایی ……. 58

4-4-  مدلسازی احتمالاتی متغبر های تصادفی …………………..59

4-4- 1  متغیر های اضمحلال……59

4-4- 1- 1- غلظت کلر سطحی…………………….60

4-4- 1-2- ضریب انتشار ………….60

4-4- 1-3- غلظت کلر بحرانی…………………….. 61

4-4- 1-2- عدم قطعیت مدلسازی……………… 61

4-4- 2- متغیر های مربوط به خصوصیات بتن …………………..62

4-4- 2-1- کاور بتن………………… 62

4-4- 2-2- مقاومت فشاری مشخصه بتن …………………………. 62

4-4- 2-3- مقاومت تسلیم فولاد …………………62

4-4- 3- متغیرهای مربوط به بارگذاری …………. 63

4-5-  بررسی داده های ورودی……………………. 64

4-5- 1- مرز بالایی برای پیش بینی زمان آغاز خوردگی…… 64

4-6- تعیین حجم نمونه………….. 66

4-7-  مدل بروز رسانی برای اضمحلال ناشی از کلر ………….. 67

4-8-  محاسبات قابلیت اعتماد …………………… 69

4-9- تایید و صحه گذاری نتایج ………………… 73

4-10-مثال…………… 73

4-10-1-نتایج ……………………….. 74

4-11-آنالیز حساسیت …………… 84

4-12-خلاصه و نتیجه گیری ……………………  88

پنجره ورود برنامه ها

پنجره ورود برنامه ها

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات  

5-1-  مقدمه ………… 90

5-2-  نتایج ………….. 91

5-3-  پیشنهادات……………………… 92

مقالات ارائه شده …………………….. 94

منابع و مراجع  ……………………….  95

جدول

جدول 2-1 معیار های ASTM برای خوردگی فولاد در بتن …………….. 34

جدول 4-1 میانگین زمان آغاز خوردگی با در نظر گرفتن مرز های بالای مختلف ……… 64

جدول 4-2 درصد کاهش نمونه در اثر درنظر گرفتن مرزهای بالای مختلف

برای زمان آغاز خوردگی …………. 66

جدول 4-3 مقایسه نتایج شبیه سازی در اثر تغییر حجم نمونه …………….67

جدول 4-4- پارامتر های آماری مربوط به متغیر های بار و مقاومت و شرایط محیطی …………………. 74

جدول 4-5 مقادیر میانگین و ضریب پراکندگی (CoV) مربوط به M ، و T…..ا…….. 85

شکل

شکل 2-1- بخشهای اصلی سیستم مدیریت پل ………………… 8

شکل 2-2- اقدامات اصلی مدیریت پل بر اساس قابلیت اعتماد …………….10

شکل 2-3-طرح شماتیک خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن به عنوان

یک فرایند الکتروشیمیایی …….. 13

شکل 2-4- مدل اضمحلال ناشی از خوردگی …………………… 18

شکل 2-5 آرایش نردبانی…………..32

شکل 2-6 حلقه انبساط…………… 33

شکل 2-7 طرح شماتیک اندازه گیری پتانسیل نیم پیل ……………………… 34

شکل 3-1- طرح شماتیک روند آنالیز قابل اعتماد…………….. 46

شکل 3-2 مساله قابلیت اعتماد مستقل از زمان…………………..47

شکل 3-3 مساله قابلیت اعتماد دارای تابع مقاومت مستقل از زمان……. 48

شکل 3-4 توزیع بدست آمده از طریق الف) نمونه گیری مستقیم ب)نمونه گیری به روش……..50

شکل4-1-پنجره ورودی برنامه ………………….. 55

شکل 4-2 مدل اضمحلال ناشی از کلر . الف- مدل موجود ب- مدل اصلاح شده……….. 56

شکل 4-3 تابح چگالی احتمال زمان آغاز خوردگی ………….. 57

شکل 4-4- تابع توزیع تجمعی زمان آغاز خوردگی …………  58

شکل 4-5- کاهش سطح مقطح عرضی آرماتور در اثر خوردگی ……………59

شکل 4- 6-  پروفایل کلر برای مقایر مختلف C(x,t)/C0 ……………..ا…… 65

شکل 4-7-فلوچارت آنالیز قابلیت اعتماد…………………………… 72

شکل 4-8 -توزیع زمان آغاز خوردگی در عمق 10و20و30 و 40 میلی متری از سطح بتن …………. 73

شکل 4-9 -پنجره خروجی با در نظر گرفتن حالت حدی دوام…………….. 75

شکل 4-10- احتمال انهدام بررسی شده در زمانهای مختلف……………….. 76

شکل 4-11- شاخص قابلیت اعتماد بررسی شده در زمانهای مختلف ………………. 76

شکل 4-12- تابع چگالی احتمال زمان آغاز خوردگی بررسی شده در زمانهای مختلف…………… 77

شکل 4-13 احتمال انهدام در سناریو های مختلف ……….. 78

شکل 4-14 شاخص قابلیت اعتماد در سناریو های مختلف ……………….. 78

شکل 4-15 تابع چگالی احتمال زمان آغاز خوردگی در سناریو های مختلف ………… 79

شکل 4-16 پنجره خروجی با در نظر گرفتن حالت حدی نهایی ………….80

شکل 4-17 پنجره خروجی با در نظر گرفتن حالت حدی نهایی ………… 81

شکل 4-18 سرعت خوردگی پیش بینی شده توسط مدلهای مختلف ………………………… 82

شکل 4-19  احتمال انهدام با استفاده از مدلهای مختلف پیش بینی کننده سرعت خوردگی………….82

شکل 4-20 شاخص قابلیت اعتماد با استفاده از مدلهای مختلف پیش بینی سرعت خوردگی……… 83

شکل 4-21  تابع چگالی احتمال ظرفیت خمشی مقطع با استفاده از مدلهای مختلف

پیش بینی کننده سرعت خوردگی……………… 83

شکل 4-21 حساسیت زمان آغاز خوردگی به پارامترهای اضمحلال …… 84

شکل 4-22 حساسیت تابع حالت حدی نهایی به پارامترهای اضمحلال …………………….. 86

شکل 4-23 حساسیت تابع حالت حدی نهایی به دیگر پارامتر ها…………

مقطع : کارشناسی ارشد

دانلود بخشی از کاربرد تئوری قابلیت اعتماد در بررسی وضعیت سازه هاي بتن مسلح تحت اثر خوردگی

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید