تحلیل اجزاء محدود ترک ناشی از خوردگی در تیر های بتن مسلح

عمر مفید سازه های بتن آرمه با آسیب دیدن این سازه ها در اثر خوردگی آرماتور محدود می گردد. خورده شدن آماتور به معنی اکسیده شدن فولاد وتشکیل محصولاتی نظیر زنگ قرمز و هیدروکسید فروس می باشد ، که این مواد حجمی بیشتر از فولاد مصرف شده اشغال نموده و این افزایش حجم باعث ایجاد فشار داخلی در پوشش بتنی وآسیب دیدن آن می گردد. پایان عمر مفید سازه های بتنی معمولاً ترک خوردن وشکست پوشش در نظر گرفته می شود ، چرا که با شکست پوشش ، آرماتور در معرض خوردگی شدید قرار گرفته و ظرفیت باربری سازه به شدت کاهش می یابد. لذا تخمین زمان ترک خوردن در سازه های بتنی در طراحی این سازه ها براساس عمر مفید از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه در ابتدا با به کاگیری نرم افزار ansys ، یک نمونه آزمایشگاهی با مشخصات مکانیکی موجود، مدل سازی گردیده وپس از بارگذاری به صورت فشارداخلی به سوراخهای تعبیه شده در نمونه به تحلیل تنش های ایجاد شده در پوشش بتنی به منظور بدست آوردن فشار لازم جهت بروز ترک نهایی در مدل پرداخته شد. در این مدل رفتار بتن به صورت ایزوتروپ چند خطی سخت شونده در فشار و ترک نواری پخش شده در کشش در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده از تحلیل با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی داشت و نشان داد که در نمونه های با هندسه ومشخصات مکانیکی یکسان ضخامت پوشش بتنی نسبت مستقیم با فشار لازم جهت بروز ترک نهایی دارد. در ادامه از نتایج بدست آمده از تحلیل و روابط ارائه شده توسط دیگر محققین ، زمان لازم جهت بروز ترک نهایی بررسی گردید و مشخص شد که پارامترهای اصلی موثر بر زمان ترک خوردن شامل ضخامت پوشش ، قطر آرماتور ، مدول الاستیسیت? بتن ، نوع محصولات خوردگی و شدت خوردگی می باشد.