السلوك الإنشائي للأعمدة الخرسانية المسلحة الموشورية وغير الموشورية المعرضة لدرجات حرارة عالية والمعاد تأهيلها باستعمال ألواح الكاربون البوليمرية

الباحث

سارة سعد فرج حمادي

المشرف

هادي ناصر غضبان المالكي

الجامعة

الجامعة المستنصرية

الكلية / القسم

الهندسة / الهندسة المدنية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Reinforced concrete columns;Elevated temperature;CFRP repair;Non-prismatic columns

ان الهدف الاساسي من هذه الدراسة هو التحري عن سلوك وسعة المقاومة القصوى للأعمدة الخرسانية المسلحة الموشورية وغير الموشورية المعرضة لدرجات حرارة مرتفعة (درجة حرارة متصاعدة) والمعاد تدعيمها بأستخدام ألياف الكاربون البوليمرية. تم اقتراح عينات أعمدة مصغرة تقارب الظروف الطبيعية الموقعية قدر الإمكان، حيث تضمن الجانب العملي تهيئة وفحص Ws Lad gail لاعمدة خرسانية مسلحة مقسمة إلى ثلاث مجاميع بناءً على ابعلد المقاطع العرضية لهاء المجموعة الاولى ذات مقطع عرضي )+ (Vee x Ve ملم على طول العمود )+0 (VY ملم بينما يتغير المقطع العرضي للمجموعة الثانية من )١5٠0<١5٠( ملم في أعلى العمود إلى )٠٠١7٠١( ملم في الأسفل العمود مكون WSS مائلا من Gaile واحدء المجموعة الثالثة تماثل المجموعة الثانية في تغيرالمقطع العرضي بنفس القيم إلا أنها مائلة من جميع الجوانب. ضمت كل مجموعة عشرة نماذج. تم اعتماد نموذجين غير معرضة للحرارة وغير معاد تأهيلها من كل مجموعة ذات غطاء خرساني ٠١ و7١ ملم بمثابة عينات مرجعية صممت بأستعمال المدونة ACI 318-19 لتقدير اقصى تحمل للعمود. تم توزيع العينات المتبقية لكل مجموعة على النحو التالي: ثماني عينات معرضة لدرجات حرارة One و١٠٠6 درجة مئوية لكل elle خرساني ٠١ و7١ ملم؛ أربعة منها فحصت بعد التعرض للحمل الخدمي والحراري حتى الفشل؛ والأربعة المتبقية تم تدعيمها بأستخدام الياف الكاربون البوليمرية بعد تعرضها للحمل الخدمي و الحراري ومن ثم تم قياس الخصائص الميكانيكية (مقاومة الانضغاطء مقاومة الشد (الانشطار)ء، ومعامل المرونة ) بأستخدام اسطوانة فحص قياسية بقطر ١5١ ملم وارتفاع ٠١ ملم بعد تعرضها لنفس درجات الحرارة التي تعرص لها العمود وذلك للبحث عن مقدار النقصان الحاصل في مقاومة الانضغاط ومعامل المرونة تحت تأثير درجات الحرارة تلك. بالاضافة الى حساب كل من علاقة الحمل مع الازاحة بالاتجاهين الطولي والعرضي وانماط الفشل والصلابة والليونة وتبديد الطاقة لجميع عينات العمود. اعتمادا على نتائج الفحصء: حصل نقصان في مقاومة الخرسانة بمقدار 5585” و 7/5/858١ تحت تاثير درجة حرارة Ore و١٠٠6 درجة سيليزية بالاضافة الى نقصان في معامل المرونة بمقدار 5 و /"0,.١ . وكذلك ادت زيادة درجة الحرارة الى 5٠٠ و0١٠6 درجة سيليزية الى زيادة الازاحة الطولية بمقدار Z10,£V 5 7179١5 للمجموعة الاولى من الاعمدة, وللمجموعة الثانية بمقدار 55:47 5 51797/, والمجموعة الثالثة بمقدار VIZ TY و 57:45/. بينما كانت الزيادة في الازاحة العرضية بمقدار 2١51١97701١5175 للمجموعة الاولى من الاعمدة, والمجموعة الثانية بمقدار ٠١7:59 و 050+ 71 والمجموعة الثالثة 9551١ و 5/8:57/. وكذلك cal تناقص المقطع العرضي إلى إضعاف مقاومة العمود مما انعكس على تحمل العمود للنماذج ذات المقطع المتغيرمن جانب واحد وكذلك من الجانبين. فضلاً عن تأثر سعة التحمل للعينات عند تغيرقيم الغطاء الخرساني في حالة الأحمال الثابتة والاحمال الحرارية للعمودء حيث agi زيادة الغطاء الخرساني للعمود إلى انخفاض في مقاومة العمود. وكذلك أدت درجات الحرارة العالية إلى فقدان الخرسانة لصلابتها ومقاومتها مسببة تقشر سطحها بنسبة عالية. al وجود ألياف الكاربون البوليمرية الى تقليل مقدارالإزاحات في كلا الاتجاهين الطولي والعرضي وتعزيز ليونة الخرسانة وبالتالي تأخر فشل العينات عند الفحص وكذلك حصول زيادة في مقاومة التحمل للعينات الخرسانية المعرضة للحمل الخدمي والحراري مقارنة بالعينات التي تم فحصها بنفس ظروف التحميل دون وجود الياف الكاربون البوليمرية. حيث لوحظ ان سعة التحمل القصوى للنموذج تحت تاثير درجة حرارة Ore درجة مئوية مع غطاء خرساني ٠١ ملم أعلى بنسبة 5 من نموذج cam pall وكذلك تعزيز و زيادة مقاومة الاعمدة الخرسانية بنسبة /١١7 عند مقارنتها بالاعمدة دون تأهيل في حالة كون مساحة المقطع العرضي ثابتة على طول ارتفاع العمود. كانت النتائج التحليلية بأستعمال نظرية العناصرالمحددة ممثلة ببرنامج التطبيق الهندسي <ABAQUS نات تفاوت مقبول مع النتائج العملية، تم استحصال نتائج تحليلة اضافية لعينات تجريبية مختارة والتي كان من الصعب حسابها اثناء الفحص المختبري منها توزيع الانفعال الحاصل في الخرسانة عند بلوغ حديد التسليح مرحلة اللدونة ومعيار توزيع الاجهادات المتولدة في حديد التسليح الرئيسي والثانوي وقيمة الاجهادات الحقيقية المتولدة للحديد نسبة الى مقاومة الخضوع له وكذلك توزيع الحرارة خلال النموذج.

150×150) mm at the top to (200×200) mm at the bottom, forming a tapered shape from one side. Also, group 3 is similar to group 2 in cross section variation, but it’s tapered from all side. A standard plain concrete cylinder with dimensions of 150 mm in diameter and 300 mm in height was used to determine the mechanical properties (compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity) of specimens which were exposed to the same temperatures as columns, to investigate the residual compressive strength and modulus of elasticity under these two different temperatures, also, load-displacements, mode of failure, stiffness, ductility and energy dissipation for all tested specimens was determined. Based on the test results, the reduction in concrete compressive strength and modulus of elasticity under (500 and 800) oC is (36.84, 48.81)% and (22.26, 30.01)% respectively. The increase in axial displacement due to increase in temperature from (500 to 800) oC is (37.14 and 65.47)% for Group 1, (56.46 and 67.20)% for Group 2, (66.67 and 67.44)% for Group 3 while the increase in lateral displacement is (113.74 and 151.32)% for Group 1, (107.69 and 105.50)% for Group 2 and (79.61 and 68.56)% for Group 3. Also, tapered in cross-section led to weakening the column resistance which reflected on the higher strength capacity of the column for both one side and two sides tapered. The strength carrying capacity of tested specimens is influenced by column cover in cases of static and under-temperature loads, an increase in concrete column cover led to a decrease in the strength resistance of reinforced concrete columns. Higher applied temperatures make the concrete lose stiffness and strength and cause a lot of scaling on the concrete surface. The presence of CFRP reduces the axial and lateral displacements, enhances the concrete's ductility and delays the failure of the tested specimens. The strength carrying capacity of the tested specimens increased when compared with specimens heated but not retrofitted. The ultimate load capacity of the specimen under 500 oC with 10 mm cover is 69.4% higher than the control specimen and enhances strength capacity by 112% when compared with the specimen without retrofitting in the case of constant cross-sectional area along the column height. ABAQUS finite element analysis was used to validate the experimental work which indicating that the results were closed and rounded to the experimental results. Moreover, extra analysis has been studied for selected tested specimens using ABAQUS software such as, plastic strain magnitude contours, von mises stress, actively yield of main and tie reinforcements and temperature distribution, which provided a clear representation of the column's behavior during testing stages which is difficult to measure in the laboratory.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب