خوردگی میلگردها یکی از مهمترین عوامل کاهش مقاومت و انهدام سازه های بتنی در طی زمان بهره برداری از سازه می باشد. برای پیش بینی رفتار سازه های بتنی که در محیط های خورنده قرار دارند از مدل های مختلف عمر که مبتنی بر تجربیات آزمایشگاهی و یا تحلیل های عددی هستند استفاده می شود. از مهمترین مدل های مورد نظر در سازه های بتنی، مدل هایی هستند که زمان رخداد ترک ها در قطعه بتنی را به واسطه خوردگی میلگرد ارایه می دهند. این مدل ها، به دلیل تاثیر عوامل محیطی و همچنین وجود عدم قطعیت های فراوان در رفتار بتن دارای خطاهایی می باشند. یکی از الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان برای در نظر گرفتن شرایط محیطی، اعمال حداقل ضخامت پوشش بتن روی میلگردها است. در این پژوهش، اثر ضخامت پوشش بتنی روی میلگردها، قطر میلگردها و همچنین اثر شدت خوردگی میلگرد از طریق اعمال مقادیر مختلف چگالی جریان خوردگی بر نتایج بدست آمده از مهمترین مدل های موجود برای پیش بینی رخداد ترک بررسی شده است. اثر عدم قطعیت از طریق اعمال ضرایب تغییرات در پارامترها اعمال شده است. نتایج بیانگر اثر عدم قطعیت مقدار چگالی جریان خوردگی در مقدار میانگین زمان آغاز ترک خوردگی است به طوریکه با افزایش ضریب تغییرات این متغیر، زمان پیش بینی شده برای رخداد ترک در جهت عدم اطمینان افزایش پیدا می کند. نتایج همچنین نشان داد در صورت انتخاب بیشینه نسبت پوشش بتن به قطر میلگرد در هر شرایط محیطی می توان زمان رخداد ترک را تقریبا تا چهار برابر به تاخیر انداخت.

1عملکرد میلگرد مدفون در داخل بتن، همواره یکی از موضوعات پیچیده و مهم در سازه های بتن آرمه به شمار می رود. یکی از آزمایش های رایج، در زمینه برآورد رفتار میلگرد در بتن، آزمایش بیرون کشیدن میلگرد (Pullout Test) است، ولی با وجود تحقیقات متعدد در این زمینه کاستی هایی به چشم می خورد. در این پژوهش، پنج آزمایش بیرون کشیدن میلگرد شامل چهار نمونه با بتن محصور شده و یک نمونه با بتن غیر محصور، با در نظر گرفتنِ سه قطر مختلف میلگرد انجام شد. به کمک نتایج حاصله و نتایج پژوهش های قبلی، برخی از پارامترهای مهم در زمینه رفتار چسبندگی و لغزشِ میلگرد، از جمله اثر مقاومت بتن، قطر میلگرد، فشاری یا کششی بودن نیروی وارده و محصورشدگی بررسی و روابطی با دقت مناسب برای آن ها ارایه شد تا بتوان با استفاده از این روابط، نتایج موجود و در دسترس را به حالت مورد نظر تعمیم داد. برای صحت سنجی و افزایش دامنه نتایج، از سه تحقیق معتبر دیگر در این زمینه استفاده شده است که دقت روابط و نتایج به دست آمده را تایید می نمایند. روابط حاصل از این تحقیق نشان داد که تنش چسبندگی، با افزایشِ 50 درصدی مقاومت فشاری بتن، تا حدود 20 درصد افزایش می یابد. به علاوه، بر اساس روابط ارایه شده، با تغییر قطر میلگرد از 20 به 22 و 25 میلی متر، برای یک مقاومت فشاری ثابت، تنش چسبندگی به ترتیب به میزان 13 و 27 درصد کاهش می یابد. همچنین عدم محصورشدگی نمونه، تنش چسبندگی حداکثر را تا 40 درصدِ تنش حالت محصور شده و لغزش متناظر با تنش حداکثر را بین 15 تا 30 درصد کاهش می دهد. فشاری بودن نیروی محوری میلگرد نیز در مقایسه با نیروی کششی، تا حدود 10 درصد تنش چسبندگی را افزایش می دهد.

در این پژوهش با بهره گیری از آزمون بیرون کشیدن میلگرد از داخل نمونه استوانه ای بتن حاوی 5/1 درصد حجمی الیاف فولادی، مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن در شرایطی مورد ارزیابی قرار می گیرد که نمونه های بتن در حالت تازه به مدت 2 دقیقه در معرض مستقیم میدان مغناطیسی قرارگرفتند. در این پژوهش، نمونه استوانه ای استاندارد بتن با ابعاد300×150 میلی متر و میلگرد با دو قطر مختلف شامل 14 و20 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی اثر خواص مکانیکی و ریزساختاری بتن بر مقاومت پیوستگی، آزمایش های مقاومت های فشاری، کششی شکافت، خمشی و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روی نمونه های مغناطیسی و غیرمغناطیسی انجام شد. نتایج آزمون بیرون کشیدگی میلگرد نشان داد که گسیختگی همه نمونه ها از نوع لغزش میلگرد بود. اعمال میدان مغناطیسی به بتن تازه موجب افزایش مقاومت پیوستگی تا بیش از 83 و 51 درصد متناظر با میلگردهای با قطر 14 و 20 میلی متر گردید. همچنین میزان طاقت نمونه های بتن تحت میدان مغناطیسی تا حدود 82 و 53 درصد متناظر با میلگردهای با قطر 14 و 20 میلی متر افزایش یافت. میدان مغناطیسی در بهبود خواص مکانیکی بتن نیز موثر است. بر این اساس مقاومت فشاری بتن تحت میدان مغناطیسی به بیش از 21 درصد افزایش یافت که این میزان در خصوص مقاومت های کششی و خمشی بتن به ترتیب تا حدود 9 درصد و 13 درصد تعیین گردید. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی مشخص کرد که اعمال میدان مغناطیسی به بتن تازه موجب متراکم تر شدن ریزساختار بتن از طریق اثرگذاری بر فرایند هیدراتاسیون سیمان می گردد.

ساختمان های بتنی که در سال های قبل از 1340 ساخته شده اند،‏ با استفاده از میلگرد ساده مسلح شده اند. از آنجا که میلگرد ساده پیوستگی مناسبی با بتن ایجاد نمی کند،‏ رفتار اینگونه ساختمان ها بویژه در برابر بارهای لرزه ای،‏ مورد شک و تردید است. اگر چه تعدادی آزمایش در مورد این نوع تیرها وجود دارد،‏ ولی مدل فیزیکی و مکانیک رفتار آن مبهم است و در مراجع معتبر و شناخته شده سخن زیادی از آن به میان نیامده است. تغییر مکان های تیرهای مسلح به میلگرد ساده از سه مولفه اساسی خمش،‏ لغزش و برش تشکیل شده است. در این مقاله سعی شده است یک مدل مبتنی بر مفصل پلاستیک برای رفتار خمشی و نیز از یک مدل برای لغزش میلگرد ساده در بتن ارائه و توسعه داده شود. با توجه به نتایج آزمایشگاهی بر روی سه نمونه تیر،‏ مدل تئوریک با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و تائید شده است. بر اساس نتایج به دست آمده سختی موثر تیرهای بتنی مسلح به میلگرد ساده برابر 0.22 سختی مقطع ترک نخورده می باشد. همچنین میزان شکل پذیری این نوع اعضا در حدود 4.5 است. این خواص به نسبت فولاد طولی،‏ نسبت ابعاد مقطع و آرایش فولادگذاری عضو وابسته است که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است.

با توجه به نیاز روز افزون به استفاده از میلگرد در ساختمان سازی، تلاش های زیادی برای بهینه کردن مصرف آن انجام شده است. یکی از روش های کاهش مصرف میلگرد استفاده از وصله جوشی به جای وصله پوششی است. با وجود این، در آیین نامه بتن ایران تنها به کلیات وصله جوشی اشاره شده و هیچ ضابطه ای برای نحوه انجام وصله ارایه نشده است. از این رو، هدف از این تحقیق بررسی مقاومت کششی میلگردهای دارای وصله جوشی با پیکربندی های مختلف است. برای این منظور میلگردهای با قطر 10، 14، 18، 22 و 25 با انواع الگوهای هم پوشانی منقطع و پیوسته توسط جوش کاری با الکترود E6013 به یکدیگر متصل شدند. سپس مقاومت کششی میلگردهای متصل شده توسط آزمایش کشش به دست آمد. در ادامه به کمک نرم افزار آباکوس و با روش تولد و مرگ المان، انواع الگوهای وصله، مدل شده و نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج حاکی از آن است که وصله جوشی بهینه، جوش منقطع با طول جوش 5d می باشد.