اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتقـوية الأقواس الحجـرية تحت تـأثير الأحمال الشــاقولية باستعمال البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP)
Strengthening of Masonry Arches under Vertical Loads Using Fiber Reinforced Polymer (FRP)
1706
1 10
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
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 يأخذ 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.
It is well known that arch is a main part of the historical structures. Therefore, many techniques are used to strengthen these arches. In this paper, Fiber Reinforced Polymer (FRP) is used to reinforce the arch under vertical loads. Materially Non-Linear Analysis (MNLA) is performed to demonstrate the behavior of the arch with and without the FRP. On the other hand, the effect of FRP lamina thickness and length is undertaken in this research. This paper shows that a small amount of the FRP to some local areas can enhance the ultimate strength of the arch significantly.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة تأثير استخدام البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP) في تعزيز قدرة التحمل الحدية للأقواس الحجرية تحت تأثير الأحمال الشاقولية. تم استخدام النمذجة العددية وفق طريقة العناصر المحدودة (Finite Element Analysis) مع تحليل لاخطي يأخذ في الاعتبار لاخطية المادة. أظهرت النتائج أن استخدام سماكة صغيرة من شريحة الـ FRP في أماكن محددة يمكن أن يرفع قدرة تحمل القوس بشكل كبير. تم إجراء مقارنة بين النتائج العددية والنتائج التجريبية السابقة، حيث أظهرت الدراسة أن استخدام الـ FRP يزيد من قدرة التحمل بنسبة تصل إلى 175%. كما تم دراسة تأثير تغيير الخصائص البعدية لشريحة الـ FRP مثل الطول والسماكة، وأظهرت النتائج أن زيادة الطول والسماكة تؤدي إلى تحسين قدرة التحمل حتى حد معين، بعده تبدأ القوة الحدية بالتراجع.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة في مجال تعزيز المنشآت الحجرية باستخدام البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP)، حيث تقدم حلاً فعالاً لزيادة قدرة التحمل للأقواس الحجرية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة للدراسة. أولاً، لم تأخذ الدراسة في الاعتبار التماسك بين شريحة الـ FRP والحجر بشكل كامل، مما قد يؤدي إلى نتائج غير دقيقة في بعض الحالات. ثانياً، تم نمذجة المادة الحجرية كمادة واحدة دون التمييز بين القطع الحجرية والمونة، وهو ما يمكن أن يؤثر على دقة النتائج. يوصى في الأبحاث المستقبلية بنمذجة القطع الحجرية والمونة بشكل منفصل وأخذ التماسك بين الحجر وشرائح الـ FRP بعين الاعتبار لدراسة التصرف الحقيقي للقوس بعد الوصول إلى قدرة التحمل الحرجة.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من استخدام البوليميرات المسلحة بالألياف (FRP) في هذه الدراسة؟
الهدف الرئيسي هو تعزيز قدرة التحمل الحدية للأقواس الحجرية تحت تأثير الأحمال الشاقولية.
-
ما هي الطريقة التحليلية المستخدمة في هذه الدراسة؟
تم استخدام النمذجة العددية وفق طريقة العناصر المحدودة (Finite Element Analysis) مع تحليل لاخطي يأخذ في الاعتبار لاخطية المادة.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة بشأن تأثير سماكة وطول شريحة الـ FRP؟
أظهرت النتائج أن استخدام سماكة صغيرة من شريحة الـ FRP في أماكن محددة يمكن أن يرفع قدرة تحمل القوس بشكل كبير، وأن زيادة الطول والسماكة تؤدي إلى تحسين قدرة التحمل حتى حد معين، بعده تبدأ القوة الحدية بالتراجع.
-
ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة للأبحاث المستقبلية؟
يوصى بنمذجة القطع الحجرية والمونة بشكل منفصل وأخذ التماسك بين الحجر وشرائح الـ FRP بعين الاعتبار لدراسة التصرف الحقيقي للقوس بعد الوصول إلى قدرة التحمل الحرجة.
المراجع المستخدمة
BS EN 1996-1-1:2005. EUROCODE 6- Design of Masonry Structures، Part 1-1: General rules for reinforced and unreinforced masonry structures. Brussels: CEN، 2005، 124
BEUERMAN، T.E. Inventory of Repairing and Strengthening Techniques for Masonry Arch Bridges. Master’s Thesis، University: (Universitat Politècnica de Catalunya)، Spain، 2009، 106
BJURSTROM، H.; LASELL، J. Capacity Assessment of a Single Span Arch Bridge with Backfill. Master’s Thesis، Royal Institute of Technology (KTH)، Stockholm، Sweden، 2009، 101
SANSHEZ، I.B. Strengthening of arched masonry structures with composite materials. Ph.D. Thesis، University of Minho، Department of Civil Engineering، Portugal، 2007، 232
قيم البحث
اقرأ أيضاً
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 أ
ربعة 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.
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 الآن
ي 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).
تعد الجمل الإطارية أحد أنواع الجمل الإنشائية لمقاومة الأحمال الزلزالية ، يتم رفع كفاءة هذه الإطارات بطرائق عدة و تعتبر إضافة صفائح معدنية ضمن مجاز الإطار لتعمل كجدران قص إحدى هذه الطرق.
يهدف هذا البحث إلى دراسة أثر تقوية الإطارية البيتونية بإضافة صف
ائح معدنية كجدران قص ضمن مجاز الإطار. تم في هذه الدراسة استخدام التحليل العددي باستخدام نظرية العناصر المحدودة (Finite Element Method) و اعتماد التحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لاخطية المادة و أثر التشوهات الكبيرة (Geometrically and Materially Non-Linear Analysis, GMNLA). تم في هذا البحث استخدام طريقة الدفع الجانبي المتزايد (Pushover) لدراسة تصرف الإطار البيتوني المملوء بصفيحة معدنية على مقاومة الأحمال الجانبية، كما تم دراسة أثر سماكة الصفيحة في هذه المقاومة. إضافة إلى ذلك تمت دراسة أثر صنع فتحة في هذا الإطار و أثر ذلك في المقاومة من حيث بعد الفتحة و تموضعها.
يبين هذا البحث أن تقوية الإطارات البيتونية بجدار قص معدني مع أو بدون فتحة و بسماكة صغيرة قد أدى إلى زيادة المقاومة بشكل كبير بالإضافة إلى خفض الانتقال.
تستخدم الإطارات البيتونية المقاومة للعزوم في الأبنية المنخفضة إلى متوسطة الارتفاع في المناطق الزلزالية استخداماً كبيراً.
تتصرف هذه الإطارات تصرفاً جيداً عندما تتعرض لحركات زلزالية قوية إذا كانت مصممة بحيث تبدد الطاقة الزلزالية المدخلة من خلال التشوه
ات في المجال اللدن، و من ثم تصبح الوصلات بين الجوائز و الأعمدة مكونات حرجة في أداء هذه المنشآت.
في الوصلات التقليدية للإطارات لا يتجاوز عرض الجائز عرض العمود المتصل معه، إلا أنه في كثير من الحالات توجد حاجة لاستخدام جوائز مخفية ذات عرض أكبر من عرض العمود نظراً إلى سهولة تركيب القالب و سرعته و تقليل الارتفاع الطابقي المطلوب. تستخدم الإطارات البيتونية المقاومة للعزوم الحاوية على جوائز مخفية بشكل واسع على الرغم من قلة المعلومات عن أدائها تحت تأثير الحمولات الزلزالية، الأمر الذي جعل غالبية كودات التصميم تقيد استخدام وصلات جائز مخفي_عمود في المناطق الزلزالية.
بهدف تحسين ديمومة المنتجات المسبقة الصنع من الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية، و ضمن سياق تطبيقات الاستدامة و التقليل من استهلاك الاسمنت و استبداله بمواد خضراء، تم القيام بهذه الدراسة لاختبار دور البوزولانا الطبيعية المأخوذة من تل شيحان بالسويداء كم
ستبدل اسمنتي بنسب 10%- 15%- 20%- 25%، و تحديد تأثير كل من هذه النسب على قوام الخلطة و مقاومة الشد بالانعطاف على مدى 180 يوم، و كذلك اختبر دورها في تحسين البنية الداخلية للخلطة من خلال التقليل من محتوى Ca(OH)2 و زيادة C-S-H & C-A-S-H gel فيها، و الذي اختبر باستخدام تقنية X-Ray Diffraction (XRD) و تقنيةEnergy Dispersive X-Ray (EDX) الأمر الذي قلل بدوره من تهتك الألياف كما أظهرت الصور بالمجهر الالكتروني Scanning Electron Microscopy (SEM). و كذلك درس دور البوزولانا الطبيعية في السيطرة على التدهور الحاصل للمادة بمرور الزمن و الذي اختبر من خلال الغمر بالماء الساخن بدرجة C 50º لمدة 150 يوم و بحلقات التجفيف – ترطيب، و تم أيضاً دراسة أثرها على الامتصاص و المسامية و مقاومة هجمات الكبريتات. أظهرت النتائج أنه ليس للبوزولانا الطبيعية المستخدمة أثر سلبي يذكر على قوام الخلطة أو على الخصائص الميكانيكية و تحسنت جميع عوامل الديمومة المدروسة.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
