اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتأثير تقوية الجيزان البيتونية المسلحة بالبوليميرات المسلحة بالالياف الكربونية في ضبط عرض الشقوق
The Effect of Fiber Reinforced Polymer Strengthened RC Beams on cracks width
1075
0 40
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2015
مجال البحث
الهندسة الإنشائية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تطرح هذه الورقة دراسة تجريبية و تحليلية لتعيين عرض الشقوق في الجيزان البيتونية المسلحة المقواة بالبوليميرات المسلحة بالالياف الكربونية تحت تأثير الحمولات الدائمة و بسويات تحميل مختلفة و بنسب تقوية مختلفة. بما أن العلاقات المتوفرة لحساب عرض الشق الآني في حالة الجيزان البيتونية لا تلائم حالة الجيزان البيتونية المسلحة المقواة بالبوليميرات المسلحة بالالياف الكربونية[8] . تم اعتماد التحليل الإحصائي لبيانات نتائج تجارب من مصادر عالمية [6-9-10] و نتائج التجربة المجراة في مخبر البيتون في كلية الهندسة المدنية في جامعة دمشق (عام 2014) من أجل التوصل إلى علاقة رياضية تجريبية جديدة لحساب عرض الشقوق الآنية في الجيزان البيتونية المسلحة المقواة بالبوليميرات المسلحة بالالياف الكربونية و هذه العلاقة هي عبارة عن تابع للاجهاد في قضبان الفولاذ و مساحة البيتون المشدودة الفعالة و مسافة التغطية السفلية. كما تم التوصل إلى علاقة رياضية تجريبية تحسب عرض الشقوق طويلة الأمد في الجيزان الخرسانية المسلحة مقواة بالـ FRP تحت تأثير الحمولات الدائمة باعتماد نتائج التجربة المجراة من أجل هذا البحث (دمشق،2014).
This paper makes an experimental and analytical investigation of cracks characteristics in Fiber Reinforced Polymer strengthened RC beams under different levels of sustained load and Reinforced ratio. As the equations available for conventional RC beams are inappropriate for the calculation of the short-term crack width in FRP-strengthened RC beams[8], a statistical analysis is carried out on available test data from international sources [6-9-10] and from the test results obtained in the current study (Concrete Labor- Civil engineering Department- Damascus University-2014) to establish a new equation that considers the effect of the FRP laminates. This equation is a correlation of stress in steel bars, concrete surface tension , and effective side cover. The long-term crack width is then related to the instantaneous crack width by empirical equations which are derived from the test results obtained in the current study.
المراجع المستخدمة
ACI Committee 224R, ACI Manual of Concrete Practice Part 2, USA, 2004, pp.17-21
Broms, B., Crack Width and Crack Spacing in Reinforced Concrete Members, ACI Journal, 1965, pp.1237-1256
CEB-FIP Model Code, Comite Euro International Du Beton – London, 1990, pp.246-253
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تزايد في العقدين الماضيين استخدام المواد المركبة المستحدثة كألياف البوليمرات المسلحة
بالألياف (FRP) لتقوية العناصر البيتونية و توصلت الأبحاث و كودات التصميم لاستخدام
البوليمرات المسلحة بالألياف الملصقة خارجيا على العناصر البيتونية لتزيد كفاءة قدرته
ا
الإنشائية. و أظهرت العلاقة الخطية للإجهاد و الانفعال للألياف انعكاسا سلبياً على المطاوعة
الكلية دون ظهور منطقة خضوع للعناصر المدعمة المقواة حتى الانهيار. فاستخدام الشرائح
المؤلفة من الألياف المكونة من استخدام الألياف الكربونية مع الألياف الزجاجية تغير من
تصرف المواد المرنة للتصرف غير المرن. و يهدف البحث لدراسة تصرف الجوائز البيتونية
المدعمة بمزيح من البوليمرات المسلحة الألياف.
يهدف هذا البحث إلى دراسة فعالية تقوية الجيزان البيتونية المسلحة على الانحناء بأطوال مختلفة من شرائح ألياف البوليمر الكربونية باستخدام تقنية التقوية بالرصع (NSM).
لتحقيق هذا الهدف أجريت الدراسة تجريبياًعلى (14) جائزاً بيتونياً مسلحاً. المتغيرات التي
أخذت بعين الاعتبار هي: طول ألياف الكربون، عدد طبقات ألياف الكربون.
قسمت الدراسة إلى محورين: يضم المحور الأول ست جوائز قويت بأطوال مختلفة من شرائح ألياف الكربون و بطبقة واحدة، أما المحور الثاني فيضم ست جوائز قويت بطبقتين و بأطوال مختلفة من ألياف الكربون مماثلة للأطوال المعتمدة في المحور الأول، بالإضافة الى جائزين معياريين. فحصت الجوائز بوساطته حملين مركزين في نقطتين متناظرتين على الجائز.
أظهرت النتائج تأثير ألياف الكربون في زيادة تحمل الجوائز على الانحناء، كما بينت النتائج أن تقنية تقوية الجوائز البيتونية بشرائح ألياف الكربون على جزء من الطول الكلي للجائز و بطبقة واحدة لا يساهم في زيادة قابلية التحمل للجوائز. أما عند زيادة عدد الطبقات (طبقتين) لنفس طول شرائح الألياف لوحظ زيادة في تحمل الجوائز و بنسب تتراوح بين (40%-72%).
انتشر مؤخراً استخدام صفائح الألياف البوليميرية لتقوية الجيزان الخرسانية المسلحة وذلك يعود إلى المقاومة العالية التي تعطيها صفائح التقوية مع العلم بأن وزنها قليل، إضافة الى سهولة التركيب وقلة تكاليف الصيانة في حال تم مقارنتها مع طرق التدعيم الأخرى كاس
تخدام الصفائح الفولاذية. كما أثبت التدعيم الخارجي باستعمال صفائح الألياف البوليميرية فعالية كبيرة في تقوية ورفع كفاءة العناصر الخرسانية المسلحة المتضررة. إلا أن دراسة تأثير السلوك الطويل الأمد للعناصر المقواة بالـ FRP لم تأخذ الحيز الكافي من الدراسة، وذلك بسبب صعوبة التنبؤ الدقيق بالسهوم طويلة الأمد وعرض الشقوق وسلوك العناصر المقواة بالـ FRP.
تم في هذا البحث عرض طريقة للتنبؤ الدقيق بالسهوم في أي وقت من مرحلة الاستثمار للمنشآت الخرسانية العادية والعالية المقاومة، وفي أي عمر تحميل للخرسانة وتحت تأثير تشوهات الزحف والانكماش ومشاركة التسليح في منطقة الضغط وذلك بالنسبة للجيزان الخرسانية المسلحة، والجيزان الخرسانية المسلحة المقواة بصفائح الـ FRP.
إن التنبؤ الدقيق لتزايد السهوم في العناصر الخرسانية المسلحة مع الزمن يتطلب دراسة التحليل اللاخطي للتأثيرات المتعلقة بالزمن، حيث أن هذه الدراسات عادة تستغرق زمناً طويلاً وتتطلب جهداً كبيراً[6-13]، لكن في مرحلة التصميم يمكن الاعتماد على أساليب بسيطة، تأخذ في الاعتبار العوامل الهامة التي تؤثر على تزايد السهوم مع الزمن وذلك للوصول إلى تصميم دقيق للمنشآت. ولهذا الغرض تم العمل على تطوير العديد من الأساليب المدرجة في الكودات العالمية والمحلية [1-2-3-4-14] إضافة إلى برمجة العلاقات الخاصة بالزحف والانكماش للوصول إلى طريقة تجمع بين البساطة والدقة وتقدم معلومات قيَمة عن تأثير العوامل المختلفة على السهوم المتزايدة مع الزمن.
قورنت القيم التحليلية من نتائج الطريقة المقترحة مع قيم نتائج تجارب مخبرية مجراة سابقاً [8-9] وكذلك مع القيم الناتجة عن الكود الأمريكي [1] . وتبين أن القيم التحليلية توافق النتائج المخبرية بشكل جيد [8-9].
تعتبر الشقوق من العيوب الهامة في العناصر البيتونية، لوحظ بعد صب الجدران البيتونية المسلحة المرتبطة بالأساس أنه بعد فترة زمنية قصيرة من تصلب البيتون، و دون أي تحميل للجدران تتشكل شقوق طولية نافذة و عادة تكون بمسافات منتظمة على طول الجدار مما استرعى ان
تباهنا لهذه الظاهرة، و قد حصلت في عدة مشاريع هندسية. قمنا من خلال هذا البحث بوصف الحالة، و شرحها، و تحليلها، و دراسة أسباب تشكلها. و ذلك من خلال دراسة ميدانية لثلاثة مشاريع هندسية منفذة في اللاذقية و هي عبارة عن حوض ترسيب، و مبنى فندق سياحي و مول تجاري، حيث تراوح عرض الشقوق مابين 1.25 mm و حتى 3 mm، و اختلف ارتفاعها في كل حالة مدروسة. تم في ختام البحث وضع الحلول العملية لتجنب هذه الظاهرة و منها اعتماد فواصل طولية للجدران البيتونية المسلحة بتباعد حوالي ثلاثين مرة سماكة الجدار و ذلك لتجنب الشقوق الناجمة عن التقلص و الإجهادات الحرارية، حيث يكون عمق الفاصل حوالي 20 mm و عرضه مابين 15 mm حتى 20 mm و ينفذ من جهتي الجدار الداخلية و الخارجية. بعد تصلب البيتون و فك القالب الخشبي تملأ هذه الفواصل بمواد مالئة مرنة.
إن الاستخدام المشترك لقضبان فولاذية و كربونية في تسليح الجوائز البيتونية يؤدي إلى الحصول على جوائز ذات سلوك يختلف عن سلوك الجوائز المسلحة بالفولاذ فقط. يتعرض هذا البحث لحالة تسليح الجوائز بطبقتين من القضبان و المتغيرات الأساسية هي نسبة التسليح و توزي
ع القضبان الكربونية في المقطع العرضي. تم اختبار أربع مجموعات مكونة من 12 جائزاً، كل منها مسلح بأربعة قضبان متوضعة على طبقتين، و تضم المجموعة الأولى ثلاثة جوائز معيارية مسلحة بقضبان فولاذية, أما المجموعة الثانية فتضم ثلاثة جوائز مسلحة بقضبان كربونية. و تضم كل من المجموعتين الثالثة و الرابعة ثلاثة جوائز مسلحة بقضيبي فولاذ و قضيبي كربون، حيث في المجموعة الثالثة تتوضع القضبان الفولاذية في الطبقة العلوية و الكربونية في الطبقة السفلية، و في المجموعة الرابعة تتوضع القضبان الفولاذية في الطبقة السفلية و الكربونية في الطبقة العلوية.
حصلت في جوائز المجموعة الثانية المسلحة بقضبان كربونية قيم أكبر للسهوم و زادت قدرة التحمل بالمقارنة مع الجوائز الأخرى, و كان لجوائز المجموعتين الثالثة و الرابعة تقريباً نفس قدرة التحمل الأعظمية و تماثلت في سلوكها حتى مستوى تحميل يساوي تقريباً 75% من قدرة تحملها و بعد ذلك زادت التشوهات في المجموعة الرابعة مقارنة مع المجموعة الثالثة حتى الانهيار.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
