ناقش قسم الهندسة المدنية في كلية الهندسة جامعة بابل أطروحة الدكتوراه المقدمة من قبل جنان نعمة ياسر الموسوي كجزء من متطلبات نيل درجة الدكتوراه في الهندسة /الهندسة المدنية (انشاءات) بإشراف الأستاذ الدكتور هيثم حسن متعب الدعمي وحيث حملت الاطروحة العنوان الموسوم :
سلوك القص والانحناء لعوارض الروافد الفولاذية الهجينة المصنعة الساندة لبلاطات خرسانية مسلحة بألياف فولاذية
SHEAR AND FLEXURAL BEHAVIOR OF PREFABRICATED HYBRID STEEL JOIST GIRDERS SUPPORTING FRC SLABS
وتألفت لجنة المناقشة كل من :
ا. د. نمير عبد الامير علوش/ جامعة بابل - كلية الهندسة - رئيسا ، ا. د. محمد جعفر حمود - الجامعة التكنولوجية / قسم الهندسة المدنية - عضوا , ا.م. د. احسان علي صائب – كلية الاسراء / قسم الهندسة المدنية - عضوا , ا.م.د. حسين خلف جار الله - الجامعة المستنصرية / كلية الهندسة - عضوا , ا.م.د. محمد جواد كاظم - جامعة بابل / كلية الهندسة – عضوا , ا. د. هيثم حسن متعب - جامعة بابل / كلية الهندسة - عضوا و مشرفا .
اجرت اللجنة المناقشة واخذت بنظر الاعتبار الجهود المبذولة واستخدام المراجع والدفاع عن الاطروحة وأسلوب البحث والنتائج التي توصل اليها الباحث وتم قبول الاطروحة.
يتألف البرنامج التجريبي لهذه الدراسة من تصنيع واختبار مجموعتين من العينات ، تم اختبار جميع العينات تحت الحمل الساكن. تتكون المجموعة الأولى من عشرة رافدة فولاذية هجينة مفتوحة الوترات ، ولكل زوج من هذه المجموعة نفس المقطع العرضي وله ثلاثة متغيرات. كان المتغير الأول هو شكل المقطع العرضي للرافدة ، بينما كان المتغير الثاني هو نسبة الطول إلى العمق للروافد الفولاذية ، وكان المتغير الثالث هو تأثير قطر أعضاء الوترات الداخلية على القص والانثناء والالتواء الجانبي لهذه الروافد تتكون المجموعة الثانية من سبع عينات من الروافد الفولاذية المركبة ذات الوترات المفتوحة . تم اختبار ثلاث عينات ذات شكل مقطع عرضي مختلف لـهذه الروافد المركبة، لدراسة تأثير شكل المقطع العرضي للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات على سلوك الروافد الفولاذية المركبة ذات الوترات المفتوحة. بينما كانت أربعة منها تمتلك نفس المقطع العرضي للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات ، ولكن في نفس الوقت تم فحص العديد من المتغيرات عند اختبار هذه العينات و هذه المتغيرات كانت ، العرض الفعال لسطح البلاطة الخرسانية ، ونسبة الطول إلى العمق للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات ، وكذلك تأثير نوع البلاطة الخرسانية حيث تم استخدام نوعين من الخرسانة في هذه الدراسة لصب السطح وهما الخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية والخرسانة العادية.
في هذه الدراسة ، تم استخدام نوع جديد من موصل القص ، لذلك تم إجراء اختبار الدفع لتحديد قوة القص وصلابة موصلات القص المضمنة في كل من الخرسانة العادية والخرسانة المسلحة المصنوعة من الألياف الفولاذية. تمت مقارنة النتائج التجريبية لمقاومة القص لهذا النوع من مسمار القص مع بعض مدونات التصميم القياسية ، وأظهرت النتائج أنه يمكن استخدام هذه المعادلات لحساب مقاومة القص لمسامير القص لكل من الخرسانة العادية والخرسانة المسلحة بألياف فولاذية. و كذلك أظهرت النتائج التجريبية للخصائص الميكانيكية للخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية و الخرسانة الاعتيادية أن مقاومة الانضغاط لنوع الخرسانة أقل تأثراً من مقاومة الانثناء بوجود الالياف الفولاذية . و مع ذلك ، فإن نمط فشل عينات الخرسانة المسلحة بألياف فولاذية يتغير بشكل كبير من الكسر إلى اللدن. نظرًا لتأثير التجسير للألياف الفولاذية للعينات المكعبة والأسطوانية التي تم اختبارها حيث لم يتم سحقها ولكنها حافظت على سلامتها حتى نهاية الاختبار.أظهرت النتائج التجريبية للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات أن نسبة الطول إلى العمق أثرت على سلوك تحليل الروافد، حيث عند زيادة هذه النسبة ، كان تحسين القدرة النهائية للعوارض المركبة ضئيلًا جدًا ، حوالي (1.81?). كانت هذه الزيادة الطفيفة في حالة استخدام نفس القطر للأوتار الداخلية المستخدمة في الروافد الفولاذية مع نسبة طول/عمق يساوي 5.1 ورافعة مع نسبة طول/عمق يساوي 3.6 ، ولكن عندما تم زيادة قطر الاوتار الداخلية بحوالي ( 25.5?) ادى الى زيادة قدرة التحمل النهائية بحوالي (25.7?).و كان لشكل المقطع العرضي للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات أيضًا تأثير كبير على سلوك الرافعة الفولاذية ، حيث تم زيادة القدرة النهائية تقريبًا (7.4?) و ( 14.5?) عند مقارنتها بالعينات التي تم تصنيعها بلحام الزوايا إما وجهاً لوجه بدون فجوة أو وجهاً لوجه مع فجوة ، بينما كان مؤشر الليونة لعينات الروافد الفولاذية المفتوحة الوترات والتي تم لحام مقاطع الزوايا الفولاذية للأوتار العلوية و السفلية للرافدة وجهاً لوجه مع فجوة بقدر 1.52 و 1.35 مرة مؤشر ليونة للعينات التي تم لحام الزوايا فيها ظهر لظهر و وجها لوجه بدون فجوة ، على التوالي.أظهر البحث التجريبي والنظري للالتواء الجانبي أن العينات ذات مقطع عرضي وجهًا لوجه مع فجوة كانت أكثر ثباتًا ضد التشوهات الجانبية من المقطعين العرضيين الآخرين ، حيث كان لديهم دوران وانحراف جانبي أقل من العينات ذات المقطع العرضي التي تم لحام زوايا الوتر العلوي و السفلي من الخلف إلى الخلف بحوالي (25.1?) و (30.7?) على التوالي. كما كان لديهم انحراف دوران وانحراف جانبي أقل من العينات ذات المقطع العرضي التي تم لحام زوايا الاوتار العلوية و السفلية فيه وجها لوجه بدون فجوة بحوالي (7.3?) و (11.2?) على التوالي.
فيما يتعلق بمجموعة الروافد المركبة ذات الوترات الفولاذية المفتوحة ، أظهرت نتائج العمل التجريبي أنه عند استخدام الخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية لصب بلاطة السقف أدى الى تحسين قدرة قوة الروافد الفولاذية المركبة وصلابتها وليونتها بنسبة اكثر مقارنة مع استخدام البلاطة الخرسانية الاعتيادية. من ناحية أخرى ، فإن زيادة نسبة الطول / العمق للروافد الفولاذية المفتوحة الوترات لكلا النوعين من البلاطة الخرسانية تظهر انحرافات طبيعية للهطول بنسبة (31?) أكبر من النسبة الاقل للطول/ العمق. بينما يؤدي تقليل نسبة الامتداد / العمق إلى تحسين قدرة الحمولة النهائية بحوالي (3.66?) و (4.31?) لبلاطة سطح ذات خرسانة اعتيادية وبلاطة سطح ذات خرسانة مسلحة بألياف فولاذية ، على التوالي.
ان استخدام البلاطة الخرسانية في عينات الروافد المركبة ذات الوترات الفولاذية المفتوحة الثلاث إما مع مقاطع عرضية ذات زوايا فولاذية ملحومة من الخلف إلى الخلف أو وجهاً لوجه بدون فجوة أو باستخدام وجهاً لوجه مع فجوة ، تم تحسين قدرة التحميل القصوى، الصلابة، المتانة وتحسين الاستقرار لأعضاء الأوتار الداخلية ، ضمن ليونة معقولة مقارنة مع نتائج عينات الروافد الفولاذية المفتوحة الوترات. أخيرًا ، تم إجراء تحليل العناصر المحدودة بواسطة برنامج ABAQUS لمحاكاة البرنامج التجريبي الذي تم تنفيذه في هذه الدراسة. وجد ان هناك حالة تقارب جيدة بين النتائج العملية و نتائج حيث كان الفرق الاعلى في قابلية التحمل النهائية اقل من 8% و 9.5% للروافد الفولاذية الهجينة مفتوحة الوترات و الروافد المركبة ذات الوترات الفولاذية المفتوحة على التوالي. بينما لم يتجاوز الاختلاف الاكبر في قيم الهطول عند الحمل الاقصى 10.72% لكلا المجموعتين. و كانت الاختلافات في تشوه الدوران والانحراف الجانبي للروافد الفولاذية الهجينة مفتوحة الوترات أقل من (9?) و (6?) على التوالي.
/// وفاء هاشم الحسيني ///