السلوك الأنشائي لمفاصل العمود-العتب الخرسانية المسلحة الهجينة
 التاريخ :  30/06/2019 09:05:00  , تصنيف الخبـر  كلية الهندسة
Share |

 كتـب بواسطـة  اعلام كلية الهندسة  
 عدد المشاهدات  287

أطروحة مقدمة إلى كلية الهندسة في جامعة بابل كجزء من متطلبات نيل درجة دكتوراه فلسفة في الهندسة المدنية /إنشاءات من قبل الطالبة مها غازي زغير والي العمري وبإشراف الأستاذ الدكتور عمار ياسر علي .
تقــدم هذه الدراسة بحثًــًا عملياً وتحليلاً عددياً للسلوك الأنشائي لمفاصل العمود-العتب الداخلية المصنوعة من الخرسانة الهجينة;(الخرسانة العاديةNC  والخرسانة المسلحة بألياف الحديد SFRC) أو التسليح الهجين;(قضبان الحديد وقضبان ألياف الكاربون المسلح بالبوليمر الداخلية أو الخارجية).


 

تمت دراسة عشرين نموذجاً من مفاصل العمود-العتب الخرسانية المسلحة المتجانسة والهجينة المعرضة للأحمال الثابتة أو المتكررة مع حمل ضغط محوري مسبق ;أثنان منهما فحصت كعتبة أرشادية وثمانية عشرعينة قسمت الى ثلاث مجموعات. بحثت متغيرات عديدة تؤثر على السلوك لمفصل العمود-العتب مثل: نوع التحميل (ثابت أو متكرر)، نوع التهجين (الخرسانة أو التسليح)، نوع الفشل (الثني أو القص)، مساحة الخرسانة الهجينة، موقع التسليح الهجين (داخلي او خارجي بأستخدام تقنية NSM) وتقنية تكبير المفصل.
اوضحت النتائج أن تقنية تهجين الخرسانة لمفاصل العمود-العتب ذات تصرف الانحناء تحت التحميل الساكن, حسنت الحمل الأقصى وحمل التشقق الاول حوالي (13.6)% و(27)%، على التوالي مع زيادة نسبة المطيلية بحوالي (30)% مقارنةً مع المفصل المرجعي ذو الخرسانة العادية. بينما، في ظل ظروف التحميل المتكرر النتائج أظهرت زيادة في الحمل النهائي حوالي (14.3)% مع تحسين المطيلية التراكمية وأمتصاص الطاقة التراكمي حوالي (13)% و (42)% ، على التوالي.


 
أستخدام نفس التقنية لمفاصل العمود- العتب ذات تصرف القص تحت التحميل الساكن، أبدت زيادة في الحمل الأقصى وحمل التشقق الاول حوالي (12)% و(25)%، على التوالي مع تحسين نسبة المطيلية حوالي (24)% مقارنةً مع المفصل المرجعي ذو الخرسانة العادية. بينما, في ظل ظروف التحميل المتكرر النتائج أظهرت زيادة في الحمل النهائي حوالي (15)% مع تحسين المطيلية التراكمية وأمتصاص الطاقة التراكمي حوالي (17)% و (49)%، على التوالي.
إن تقنية تكبير المفصل بواسطة أستخدام خرسانة مسلحة بألياف الحديد أظهرت زيادة في الاحمال النهائية حوالي (27% و28%) وأحمال التشقق الاول حوالي (67% و50%) لمفاصل فشل الانثناء والقص، على التوالي. من ناحية أخرى، تقنية تهجين التسليح (داخلياً أو خارجياً) لمفاصل العمود-العتب ذات تصرف الانحناء بواسطة قضبان الالياف الكاربونية (50% من التسليح الرئيسي) تحت التحميل الساكن, سبب زيادات للاحمال النهائية واحمال التشقق الأول حوالي (18%، 5%) و (33%، 67%)، على التوالي مقارنةً بالمفصل المسلح بالحديد في حين،أن نسبة المطيلية قلت بحوالي (7.4% للتهجين الداخلي) وزادت بحوالي (14% للتهجين الخارجي). بينما، في ظل ظروف التحميل المتكرر، أبدى نظام التسليح الهجين الداخلي زيادة في الحمل الأقصى حوالي (11%) مع انخفاض في المطيلية التراكمية بحدود (12.5%) وزيادة طفيفة في امتصاص الطاقة التراكمي بحدود (5%).
تقنية تهجين التسليح (خارجياً) لمفاصل العمود-العتب ذات تصرف القص بواسطة قضبان NSM-CFRP (65% من تسليح القص عند زاوية 45°) تحت التحميل الساكن، حسَنت الحمل النهائي وحمل تشقق القص الأول حوالي (10%) و (100%)، على التوالي ،مع زيادة نسبة المطيلية حوالي (18%) مقارنةً مع المفصل المسلح بقضبان الحديد. بينما، في ظل التحميل المتكرر،لم تظهر هذه التقنية زيادة في الحمل النهائي ولكن تم تحسين المطيلية التراكمية وأمتصاص الطاقة التراكمي بحوالي (8%) و(20%)، على التوالي. أستخدام نفس التقنية (عند زاوية 90°) في ظل التحميل الساكن لم تؤثر على حمل تشقق القص الاول وقللت الحمل النهائي حوالي (11%) ولكنها حسَنت نسبة المطيلية بحوالي (31%) مقارنةً مع المفصل المسلح بقضبان الحديد.
على أي حال، فأن تقنية التسليح الهجين الخارجي (قضبان الالياف الكاربونية عند زاوية 45° أو90°) غيرت نمط الفشل من فشل قص-قطري قصيف الى فشل انحناء مطيلي في ظل كلا ظروفي التحميل.في التحليل العددي، تم استخدام برنامج حاسوبي ANSYS (الإصدار 14.5) لبحث السلوك العام للعينات المفحوصة تحت التحميل الساكن والمتكرر، مع دراسة العديد من المتغيرات الهامة. أظهرت مقارنة النتائج العملية والعددية توافقاً جيداً، حيث كانت الفروقات القصوى كمتوسط للحمل النهائي والانحراف الخدمي حوالي (4.6%) و (9%)، على التوالي. تم إجراء دراسة حدية للمتغيرات الهامة لبحث تأثيرات مستوى تحميل الضغط المحوري المسبق للعمود، نسبة فضاء القص إلى العمق الفعال، نقصان نسبة التسليح الهجين، شدة التحميل المتكرر والتحميل العكسي المتكرر على سلوك المفاصل الخرسانية المسلحة الهجينة. عندما زاد مستوى التحميل المحوري للعمود من (0? إلى 20? و 40?) لعينات الخرسانة الهجينة, قلت سعة الحمل النهائي مع نقصان الهطول الخدمي. كذلك, عندما العينات تم تعريضها الى احمال عكسية متكررة, المواد الداخلة في تكوين العينة تعرضت الى الكلل وفشلت بأقل عدد من الدورات.


*** فرح حسين ***