ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة توازن الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون

Studying the Stability of Steel Pipes Full of Concrete

882   0   4   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 1998
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يستعرض البحث المقارنة بين الخواص الهندسية للعناصر الإنشائية من مقاطع معدنيـة مفتوحـة مـع العنصر الإنشائي المقترح من أنبوب فولاذي رقيق السماكة و مملوء بالبيتون، و كذلك المقارنة بين طاقة تحمله على الانعطاف و الفتل مع العناصر المفتوحة الأخرى عند تساوي المقطع و الارتفاع. لقد وضحنا في هذا البحث الخواص الإنشائية للأنابيب البيتونية و مواصفات المواد التـي يتكـون منهـا الأنبـوب الفولاذي و البيتون المستخدم لملء النواة البيتونية. لقد عالج هذا البحث دراسة الحالة الإجهادية للأنبوب البيتوني بالاستناد إلى مبادئ حسـاب الإنشـاءات المعروفة مقترحاً العلاقة الخاصة لحساب طاقة تحمل الأنبوب البيتوني تحت تأثير الضغط المركـزي و كيفية حل هذه العلاقة عند مستويات التحميل المختلفة. كما أجريت مقارنة ما بين النتائج الحسابية التي تم الحصول عليها باستخدام معادلة أويلر للحمولة الحرجة و القياسات التجريبية التي تم إجراؤها مخبرياً على عينات خاصة صنعت لهذا الغرض، إذ تبين وجود توافق مقبول إلى حد ما بـين القـيم النظريـة و النتائج التجريبية.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة خصائص الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون كعناصر إنشائية حاملة، حيث يتم التركيز على تحسين المتانة والتوازن وتقليل الوزن والتكاليف الإجمالية للمنشآت الهندسية. يتم تحقيق ذلك من خلال استخدام الأنابيب البيتونية التي تتكون من أنبوب فولاذي ونواة بيتونية تعملان معًا كوحدة متجانسة. يساهم الأنبوب الفولاذي في التسليح الطولي والعرضي، مما يزيد من مقاومة العنصر للقوى المؤثرة عليه من مختلف الاتجاهات. كما أن النواة البيتونية المحاطة بالقشرة المعدنية تزيد من مقاومتها للإجهادات وتقلل من التشوهات الناتجة عن الانكماش والسيلان. يتميز الأنبوب الفولاذي المملوء بالبيتون بمقاومة كبيرة ضد الانهيار وفقدان الاستقرار. بالإضافة إلى ذلك، فإن تعبئة الأنبوب بالبيتون تزيد من مقاومته ضد الصدأ وتقلل من نحافة العنصر، مما يزيد من متانة جدار الأنبوب. تُستخدم هذه العناصر حاليًا في العديد من البلدان المتطورة كأعمدة ركنية وحاملة للرافعات في الأبنية الصناعية. يتم تصنيع هذه العناصر باستخدام صفائح معدنية بأشكال مختلفة، ويمكن تسليح النواة البيتونية بتسليح لين أو صلب. تُظهر النتائج النظرية والتجريبية توافقًا جيدًا، مما يعزز من فعالية استخدام الأنابيب البيتونية في المنشآت الهندسية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن الدراسة تقدم تحليلًا شاملاً ومفصلاً حول استخدام الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون كعناصر إنشائية، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من المفيد تضمين المزيد من الدراسات المقارنة مع أنواع أخرى من العناصر الإنشائية لتحليل الفروقات بشكل أعمق. ثانيًا، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التحديات العملية التي قد تواجه تنفيذ هذه الأنابيب في مشاريع البناء الكبيرة. ثالثًا، كان من الممكن تقديم تحليل اقتصادي أكثر تفصيلاً يوضح الفوائد المالية لاستخدام هذه الأنابيب مقارنة بالمواد التقليدية. وأخيرًا، تحتاج الدراسة إلى المزيد من البيانات التجريبية من مشاريع حقيقية لتأكيد النتائج النظرية بشكل أكبر.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون في المنشآت الهندسية؟

    الفوائد الرئيسية تشمل زيادة المتانة والتوازن، تقليل الوزن والتكاليف الإجمالية، مقاومة أكبر للإجهادات والتشوهات، وحماية النواة البيتونية من تأثيرات الوسط المحيط.

  2. كيف تساهم القشرة المعدنية في تحسين أداء النواة البيتونية؟

    القشرة المعدنية تحيط بالنواة البيتونية من كل الجوانب، مما يزيد من مقاومتها للإجهادات ثلاثية المحاور ويقلل من التشوهات الناتجة عن الانكماش والسيلان، كما توفر حماية ضد تأثيرات الحرارة والرطوبة والغازات السامة.

  3. ما هي التحديات التي قد تواجه تنفيذ الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون في مشاريع البناء؟

    التحديات تشمل الحاجة إلى دراسات نظرية وتجريبية مكثفة لتصميم المقاطع المطلوبة، إمكانية تصنيع الأنابيب من صفائح فولاذية، وتوفير الظروف المثلى لعمل البيتون تحت تأثير الحمولات.

  4. ما هو الدور الذي يلعبه التسليح الطولي والعرضي في الأنابيب الفولاذية المملوءة بالبيتون؟

    التسليح الطولي والعرضي يساهم في تحمل القوى المؤثرة على الأنبوب من مختلف الاتجاهات، مما يزيد من استقراره ومقاومته للانهيار وفقدان الاستقرار الكلي أو الموضعي.


المراجع المستخدمة
Gardner N.I Design of Pipe Columns. « Engineering. J » Can, vol. 53/3 No 3 , 1979
Gardner N.I Use of spiral Welded steel tubes in Pipe columns. ACJ.J Proceeding vol. 65, Nov. 1978, P. 937-942
Neogip; sen H. Chapment. Concrete- Filled tubular Steel columns under eccentric loading the structurael Eng. 1975. 47, No 5
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يتناول هذا البحث كيفية القيام بعملية إصلاح عيوب الأنابيب الفولاذية بطريقة سهلة و بسيطة. في البداية تنظف المنطقة المحيطة بالعيب ثم تطبق مادة الايبوكسي فوق العيب بعد مزج الريزين مع المقسي بشكل جيد. تعتمد أبعاد طبقة الايبوكسي على أبعاد العيب الموجود في الأنبوب. بعدها تترك العينة فترة من الزمن لتتحقق عملية التصلب. استخدمت عدة أنواع من الايبوكسي لتحضير مجموعة من العينات التي تم اختبارها على جهاز الضغط لتقييم فعالية هذه الطريقة في الإصلاح و معرفة قيم الضغط الذي يمكن أن تتحمله طبقة الايبوكسي. تمت معالجة أنبوب يحوي ثلاثة ثقوب متساوية الأقطار باستخدام ALTECO QUICK EPOXY STEEL و سجل مقياس الضغط قيماً وصلت حتى 18 بار. رسم المنحني الممثل للعلاقة بين الضغط الذي تتحمله طبقة الايبوكسي و مساحتها السطحية، و وجد أن العامل الأكثر تأثيراً في عملية الإصلاح هو طريقة تحضير العينة و سماكة طبقة الايبوكسي.
يتناول هذا البحث دراسة الخصائص الميكانيكية للبيتون الخفيف المسلح بالألياف الفولاذية. و قد تم الحصول على البيتون الخفيف باستخدام حصويات السكوريا المتوفرة بكميات كبيرة في الجمهورية العربية السورية. صممت ثلاث خلطات بيتونية بنسب مختلفة من الألياف الفولاذ ية 0.75)% , 0.5,0) (على أساس حجمي). تم إجراء مجموعة من الاختبارات على عينات اسطوانية و موشورية مأخوذة من هذه الخلطات لتعيين الخصائص الميكانيكية للبيتون الناتج و المتمثلة بالمقاومة على الضغط، معامل المرونة، الشد بالانفلاق، و الشد بالانعطاف كما تم إيجاد سلوك البيتون (العلاقة إجهاد-تشوه) تحت تأثير الضغط. بيّنت النتائج ازدياد قيم مقاومة الضغط و مقاومة الشد بالانفلاق و مقاومة الانعطاف بنسب تصل لـ16.9% و 25.6% و 53.6% عند استخدام الألياف الفولاذية على الترتيب. كما أظهرت أهمية استخدام الألياف الفولاذية لتحسين أداء البيتون و تحويل سلوكه الهش إلى سلوك مطاوع.
يتضمن البحث دراسة تجريبية لتأثير الألياف الفولاذية على المتغيرات الأساسية لمخطط الإجهاد- تشوه للبيتون عالي المقاومة على الضغط البسيط، أي على: شكل مخطط الإجهاد- تشوه، معامل مطاوعة البيتون، قدرة المادة على امتصاص الطاقة. لهذه الغاية تم تحضير مجموعة من العينات البيتونية الاسطوانية بمقاومة على الضغط (70 MPa). تمت إضافة الألياف الفولاذية ذات نسبة الشكل 70=L/D بأربع نسب حجمية مختلفة للخلطة البيتونية و هي: (0-1-1.5-2)%. اختبرت الاسطوانات تحت تأثير التحميل المستمر على الضغط و تم الحصول من خلال نتائج الاختبارات على المنحني الكامل لمخطط الإجهاد- تشوه. أظهرت النتائج التجريبية للبحث وجود تاثير إيجابي ملحوظ للألياف الفولاذية على سلوك البيتون عالي المقاومة و يزداد هذا التأثير كلما زادت كمية الألياف الفولاذية في الخلطة. يظهر ذلك في مخطط الإجهاد- تشوه، حيث أن الجزء الصاعد يتغير بشكل طفيف، بينما الجزء الهابط يتغير بشكل كلي و يقل انحداره بزيادة كمية الألياف الفولاذية، و بالتالي تحسين مطاوعة البيتون عالي المقاومة و قدرته على امتصاص الطاقة، و بذلك يبتعد سلوك البيتون عالي المقاومة عن السلوك الهش.
يستعرض هذا البحث دراسة الحالة الإجهادية – التشوهية للعناصر المكونة من أنابيب فولاذية مملوءة بالبيتون تحت تأثير الضغط اللامركزي. و تبيّن أن هذه العناصر تبدأ بفقدان استقرارها عندما تصل التشوهات اللدنة قيمها الحدية، و الموافقة لحالة توازن العزوم الخار جية مع العزوم الداخلية. و لقد تم تعيين العلاقات الحرجة للأنبوب الفولاذي المملوء بالبيتون في حالة حدوث السيلان من طرفي المقطع باستخدام طريقة جداءات لاغرانج غير المعينة. إضافة إلى ذلك تمّ اقتراح شكل جديد للعلاقة الرياضية (ε(f = σ اللاخطية لعمل النواة البيتونية و الذي يأخذ بالحسبان تغيّر المقاومات المختلفة للبيتون.
يقدم هذا البحث سلوك القص لجوائز البيتون الخفيف بدون تسليح عرضي و المصنع باستخدام حصويات السكوريا الخفيفة. تم اختبار تسعة جوائز تحت تأثير حمولتين متزايدتين حتى الانهيار، و هي ثلاثة جوائز من البيتون الخفيف بدون ألياف و ستة جوائز أخرى تم تسليحها بالألياف الفولاذية.
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