ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

الأقواس الحجرية المقواة بشرائح من البوليميرات المسلحة بالألياف

Masonry arches strengthened by FRP strips

1422   3   35   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
  مجال البحث الهندسة الإنشائية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

من تحليل النتائج التجريبية لأهم الاختبارات التي أجريت على الأقواس الحجرية المقواة على السطح الداخلي أو الخارجي بشرائح من البوليميرات المسلحة بالألياف؛ تبين أن استخدام الألياف يمنع الانهيار الهش النموذجي الممكن حدوثه في الأقواس العادية نتيجة لتشكل أربعة من المفاصل اللدنة، حيث نلمس في الأقواس المقواة (وفقاً لمواضع و كمية التسليح) وجود ثلاثة آليات ممكنة للانهيار، نوقشت النماذج المفترضة لآليات الانهيار، و قورنت النتائج النظرية التي تعطهيا مع النتائج التجريبية المدروسة لبيان مدى التوافق. أظهرت الدراسة التحليلية لنتائج الاختبارات أن التقوية بالألياف تسبب زيادة في المقاومة و المطاوعة للأقواس المقواة، و لكن لابد من إيلاء أهمية أكبر لتوزع شرائح التسليح و عرضها و الارتباط بينها و بين الحجر للوصول إلى تقوية مثالية.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة تحليل نتائج الاختبارات التجريبية على الأقواس الحجرية المقواة بشرائح من البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP) سواء كانت هذه الشرائح موضوعة على السطح الداخلي أو الخارجي للقوس. أظهرت النتائج أن استخدام الألياف يمنع الانهيار الهش النموذجي الذي يحدث في الأقواس العادية نتيجة لتشكل أربعة مفاصل لدنة. بدلاً من ذلك، تظهر الأقواس المقواة ثلاثة آليات ممكنة للانهيار: سحق الحجر، انفصال الألياف، والانزلاق على طول الملاط الرابط بسبب الإجهادات القصية. تمت مناقشة النماذج التحليلية لهذه الآليات ومقارنتها بالنتائج التجريبية لإظهار مدى التوافق بينها. أظهرت الدراسة أن التقوية بالألياف تزيد من مقاومة ومطاوعة الأقواس، ولكن يجب الاهتمام بتوزيع وعرض شرائح التسليح والارتباط بينها وبين الحجر لتحقيق تقوية مثالية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو فهم سلوك الأقواس الحجرية المقواة بشرائح البوليميرات المسلحة بالألياف. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الدراسة تركز بشكل كبير على النماذج التحليلية دون تقديم تفاصيل كافية حول كيفية تطبيق هذه النماذج في الواقع العملي. ثانياً، لم يتم مناقشة تأثير العوامل البيئية مثل الرطوبة ودرجات الحرارة على أداء الألياف والحجر بشكل كافٍ. ثالثاً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على نتائج تجريبية من مختبر واحد، مما قد يحد من تعميم النتائج على أنواع أخرى من الأقواس أو ظروف تحميل مختلفة. أخيراً، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر تفصيلاً حول كيفية تحسين تقنيات التقوية بناءً على النتائج المستخلصة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الآليات الثلاثة الممكنة للانهيار في الأقواس الحجرية المقواة بشرائح FRP؟

    الآليات الثلاثة الممكنة للانهيار هي: سحق الحجر، انفصال الألياف، والانزلاق على طول الملاط الرابط بسبب الإجهادات القصية.

  2. ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام البوليميرات المسلحة بالألياف في تقوية الأقواس الحجرية؟

    الفوائد الرئيسية تشمل زيادة المقاومة والمطاوعة للأقواس، ومنع الانهيار الهش النموذجي الذي يحدث في الأقواس العادية.

  3. ما هي العوامل التي يجب الاهتمام بها لتحقيق تقوية مثالية للأقواس الحجرية باستخدام شرائح FRP؟

    يجب الاهتمام بتوزيع وعرض شرائح التسليح والارتباط بينها وبين الحجر لتحقيق تقوية مثالية.

  4. كيف تم اختبار الأقواس الحجرية في هذه الدراسة؟

    تم اختبار ستة عينات من الأقواس الحجرية تحت تأثير تحميل شاقولي مطبق على ربع المجاز، وتم استخدام ترتيبين مختلفين للشرائح على السطح الخارجي والداخلي ونوعين مختلفين من الألياف (ألياف الكربون والألياف الزجاجية).


المراجع المستخدمة
Schwegler, G. (1995b)" Seismic strengthening of unreinforced masonry building with carbon fibers" Rep. of Federal Institute of Technology , Zurich, Switzerland
Triantafillou, T. C. (1998a) " Strengthening of masonry structures using epoxy bonded FRP laminates. " J. Compos. For Constr., ASCE, 2(2), 96-104
Triantafillou, T. C. (1998b) " Strengthening of masonry structures using epoxy bonded FRP laminates". Errata J. Compos. For Constr., ASCE, 2(4), 203
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تم في هذا البحث دراسة تأثير البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP) على رفع قدرة التحمل الحدية للأقواس الحجرية تحت تأثير الحمولات الشاقولية؛ و ذلك باستخدام النمذجة العددية وفق طريقة العناصر المحدودة (Finite Element Analysis) حيث تم استخدام تحليل لاخطي يأ خذ بالاعتبار لاخطية المادة (Materially non-linear analysis). و قد تمت دراسة تأثير تغيير الخصائص البعدية لشريحة الـ FRP في قدرة تحمل القوس، حيث أثبت في نهاية هذه الدراسة أن استخدام سماكة صغيرة من شريحة الـ FRP، و في أماكن موضعية محددة تؤدي إلى رفع قدرة تحمل القوس بشكل كبير.
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].
أن معظم الابنية القائمة لا تحقق الاشتراطات التصميمية الخاصة بمقاومة الاحمال الزلزالية لذلك يعد التدعيم لرفع كفآء المنشآت ضرورة لتخفيف الخطر الزلزالي. وهناك العديد من الطرق لرفع هذه الكفاءة , تناولت هذه الدراسة مقارنة لطريقتي تدعيم او تقوية بإضافة جد ران قص وتدعيم بإضافة شبكات تربيط معدنية بشكل X وشبكات تربيط معدنية بشكل V , وقد أظهرت الدراسة اهمية استخدام شبكات التربيط في الأنظمة الانشائية المستخدمة للتدعيم لمقاومة الاحمال الزلزالية حيث تتميز باتها تزيد صلابة المبنى دون ان تسبب زيادة كبيرة في الوزن بالتالي عدم تأثيرها على الاساسات وكذلك دون ان تؤثر على الوظيفة المعمارية كما ان لها دور مهم في تبديد الطاقة. واظهرت الدراسة ان فرض قيمة ثابتة لمعامل الاستجابة R كما هو وارد في الكود العربي السوري و UBC 97 غير دقيقة, حيث اتضح تأثير عدد الطوابق وشكل التربيط ومجاز الاطارات على قيمة معامل الاستجابة.
يتناول بحثنا هذا دراسة تجريبية تحليلية تهدف تقييم فعالية موديل عناصر منتهية مقترح لمحاكاة سلوك جيزان بيتونية مسلحة مدعمة بشرائح(GFRP)-Glass Fiber Reinforced Polymers البولمرات المسلحة بألياف الزجاج- من خلال دراسة طاقة التحمل القصوى لهذه الجيزان و آلي ة تشققها و انهيارها بالإضافة لمنحنيات حمولة-سهم و ذلك باختبار تسعة جيزان بيتونية مسلحة بسيطة الاستناد أبعاد كل منها 200x30x16 cm قسمت لثلاث مجموعات الأولى معيارية تضم ثلاثة جيزان معيارية، و الثانية تضم ثلاثة جيزان مدعمة بشرائح شاقولية جانبية من GFRP، و الثالثة تضم ثلاثة جيزان مدعمة بشرائح جانبية من GFRP مائلة بزاوية 45°عن محور الجائز، و اقتراح موديل حجمي من العناصر المنتهية لمحاكاة سلوك هذه الجيزان باستخدام برنامج ANSYS10، و مقارنة هذه النتائج التي أثبتت فعالية الموديل المقترح في محاكاة سلوك الجيزان المختبرة حيث توافقت مع النتائج التي حصلنا عليها تجريبياً.
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.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا