تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالبة لمى فاضل حسين في قسم الهندسة المدنية عن بحثها الموسوم ” تصرف القص الثاقب للبلاطات الحاوية على تجاويف والمعرضة الى احمال منحرفة عن المركز” وبأشراف أ.د.نزار كامل العقيلي وتألفت لجنة المناقشة برئاسة أ.د. نمير عبد الامير علوش وعضوية كل من أ.د. عامر محمد ابراهيم و أ.د. عبد المطلب عيسى سعيد و أ.م.د. عباس عبد المجيد علاوي و أ.م.د. عامر فاروق وتلخص بحثها بما يلي :
إستُخدمت مؤخراً تقنية انشاء جديدة في الكثير من المشاريع الصناعية في العالم تسمى تقنية البلاطات المجوفة. تتمثل هذه التقنية باحتواء السقوف على فراغات بلاستيكية مجوفة في الجزء الوسطي من سمك السقف لعدم مساهمته في الاداء الوظيفي للسقف. وبالتالي سيساهم في تقليل الوزن الكلي للمنشأ بشكل فعال. نتيجة لاستناد السقف مباشرة على الاعمدة، تكون منطقة اتصال السقف مع العمود منطقة حرجة ومهمة في التصميم وذلك نتيجة لتركيز الاحمال والعزوم في هذه المنطقة واحتمالية حدوث فشل القص الثاقب فيها.
تقدم الدراسة برنامجا عمليا يختص بسلوك البلاطات الخرسانية ذات اتجاه ثنائي الحاوية على كرات بلاستيكية والمعرضة الى احمال مركزية وغير مركزية. اجريت الدراسة على اربع وعشرين بلاطة بأبعاد (1500×1500 ملم) وارتفاع (100 او 130 ملم). تم قياس ودراسة كل المتغيرات عند مختلف مراحل التحميل لمعرفة التشغيل، السعة الحملية، الهطول، انفعال الحديد والخرسانة، شكل التشققات، زاوية الفشل بالإضافة الى محيط ومساحة منطقة الفشل. كانت المتغيرات الاساسية هي: نوع البلاطات الخرسانية (بلاطات صلبة ومجوفة)، قطر الكرات البلاستيكية المجوفة (60 ملم او 90 ملم)، مقاومة الانضغاط للخرسانة (30 او 60 MPa)، موقع الحمل المسلط بالنسبة لمركز العمود (على بعد 0 و 100 ملم عن مركز العمود) بالإضافة الى موقع الكرات البلاستيكية بالنسبة للمقطع الحرج، على بعد d و 2d عن وجه العمود، حيث اعتبر المقطع الحرج على بعد 2d عن وجه العمود وفقا الى المواصفات الاوربية. ان جميع البلاطات تم فحصها كبلاطات بسيطة الاسناد بفضاء ثابت مقداره (1430 ملم).
اظهرت النتائج العملية انخفاضا في التحمل الاقصى للبلاطات المجوفة بالمقارنة مع البلاطات غير الحاوية على تجاويف. حيث كانت نسبة الانخفاض حوالي (4-20 %) و (14.7 – 29.4 %) في البلاطات الحاوية على تجاويف بلاستيكية على بعد (2d و d) عن وجه العمود، على التوالي. من جهة اخرى، ونتيجة الى تأثير الحمل المنحرف عن المركز، لوحظ انخفاض في قيمة الحمل الاقصى بمقدار يتراوح بين (11.8-17.6 %) في البلاطات المعرضة الى حمل منحرف عن المركز بالمقارنة مع البلاطات المعرضة الى حمل مركز. بينما انخفض الهطول الخدمي في مركز البلاطة (65 % من الحمل الاقصى) بمقدار يتراوح بين (1.2-38 %). بالإضافة الى ان جميع البلاطات الصلبة (الغير حاوية على تجاويف بلاستيكية) فشلت فشل قصيف. عموما، اللامركزية ووجود التجاويف البلاستيكية كان لهما اثر كبير في جعل الفشل اكثر مطيلية.
في الجزءِ الثانيِ من هذه الدراسة، تم تحليل البلاطات الصلبة والمجوفة لا خطيا باستعمال برنامج العناصر المحددة .(ANSYS) اظهرت النتائج النظرية، ان السلوك العام للنماذج المبنية بطريقة العناصر المحددة والمتمثلة بمنحي الحمل- الهطول في مركز البلاطة، الحمل الاقصى، منحي الحمل- انفعال الحديد، منحني الحمل-انفعال الخرسانة وشكل التشققات توافقا جيدا مع النتائج العملية. عموما، كانت النتائج التحليلية للحمل الاقصى لكل البلاطات الممثلة باستخدام برنامج (ANSYS) اقل من النتائج العملية بمقدار يتراوح بين (3.45 الى 8.82 %) في البلاطات المصمتة. بينما كانت نسبة الانخفاض تتراوح بين (12.5 الى 16.67 %) و (13.79 الى 20.8 %) في البلاطات المجوفة الحاوية على كرات على بعد (2d) و (d) عن وجه العمود، على التوالي.
إستُخدمت مؤخراً تقنية انشاء جديدة في الكثير من المشاريع الصناعية في العالم تسمى تقنية البلاطات المجوفة. تتمثل هذه التقنية باحتواء السقوف على فراغات بلاستيكية مجوفة في الجزء الوسطي من سمك السقف لعدم مساهمته في الاداء الوظيفي للسقف. وبالتالي سيساهم في تقليل الوزن الكلي للمنشأ بشكل فعال. نتيجة لاستناد السقف مباشرة على الاعمدة، تكون منطقة اتصال السقف مع العمود منطقة حرجة ومهمة في التصميم وذلك نتيجة لتركيز الاحمال والعزوم في هذه المنطقة واحتمالية حدوث فشل القص الثاقب فيها.
تقدم الدراسة برنامجا عمليا يختص بسلوك البلاطات الخرسانية ذات اتجاه ثنائي الحاوية على كرات بلاستيكية والمعرضة الى احمال مركزية وغير مركزية. اجريت الدراسة على اربع وعشرين بلاطة بأبعاد (1500×1500 ملم) وارتفاع (100 او 130 ملم). تم قياس ودراسة كل المتغيرات عند مختلف مراحل التحميل لمعرفة التشغيل، السعة الحملية، الهطول، انفعال الحديد والخرسانة، شكل التشققات، زاوية الفشل بالإضافة الى محيط ومساحة منطقة الفشل. كانت المتغيرات الاساسية هي: نوع البلاطات الخرسانية (بلاطات صلبة ومجوفة)، قطر الكرات البلاستيكية المجوفة (60 ملم او 90 ملم)، مقاومة الانضغاط للخرسانة (30 او 60 MPa)، موقع الحمل المسلط بالنسبة لمركز العمود (على بعد 0 و 100 ملم عن مركز العمود) بالإضافة الى موقع الكرات البلاستيكية بالنسبة للمقطع الحرج، على بعد d و 2d عن وجه العمود، حيث اعتبر المقطع الحرج على بعد 2d عن وجه العمود وفقا الى المواصفات الاوربية. ان جميع البلاطات تم فحصها كبلاطات بسيطة الاسناد بفضاء ثابت مقداره (1430 ملم).
اظهرت النتائج العملية انخفاضا في التحمل الاقصى للبلاطات المجوفة بالمقارنة مع البلاطات غير الحاوية على تجاويف. حيث كانت نسبة الانخفاض حوالي (4-20 %) و (14.7 – 29.4 %) في البلاطات الحاوية على تجاويف بلاستيكية على بعد (2d و d) عن وجه العمود، على التوالي. من جهة اخرى، ونتيجة الى تأثير الحمل المنحرف عن المركز، لوحظ انخفاض في قيمة الحمل الاقصى بمقدار يتراوح بين (11.8-17.6 %) في البلاطات المعرضة الى حمل منحرف عن المركز بالمقارنة مع البلاطات المعرضة الى حمل مركز. بينما انخفض الهطول الخدمي في مركز البلاطة (65 % من الحمل الاقصى) بمقدار يتراوح بين (1.2-38 %). بالإضافة الى ان جميع البلاطات الصلبة (الغير حاوية على تجاويف بلاستيكية) فشلت فشل قصيف. عموما، اللامركزية ووجود التجاويف البلاستيكية كان لهما اثر كبير في جعل الفشل اكثر مطيلية.
في الجزءِ الثانيِ من هذه الدراسة، تم تحليل البلاطات الصلبة والمجوفة لا خطيا باستعمال برنامج العناصر المحددة .(ANSYS) اظهرت النتائج النظرية، ان السلوك العام للنماذج المبنية بطريقة العناصر المحددة والمتمثلة بمنحي الحمل- الهطول في مركز البلاطة، الحمل الاقصى، منحي الحمل- انفعال الحديد، منحني الحمل-انفعال الخرسانة وشكل التشققات توافقا جيدا مع النتائج العملية. عموما، كانت النتائج التحليلية للحمل الاقصى لكل البلاطات الممثلة باستخدام برنامج (ANSYS) اقل من النتائج العملية بمقدار يتراوح بين (3.45 الى 8.82 %) في البلاطات المصمتة. بينما كانت نسبة الانخفاض تتراوح بين (12.5 الى 16.67 %) و (13.79 الى 20.8 %) في البلاطات المجوفة الحاوية على كرات على بعد (2d) و (d) عن وجه العمود، على التوالي.
