مناقشة رسالة الماجستير الموسومة بـ
(Numerical Analysis of Reinforced Concrete Columns Subjected to Fire and Different Loading Conditions)
والمقدمة من قبل الطالبة (هدير رياض محمد) في جامعة بغداد/ كلية الهندسة/ قسم الهندسة المدنية / الانشاءات في يوم الاثنين الموافق 15/8/2022 وقد أشرف على اعداد الرسالة (أ. د. عبد المطلب عيسى سعيد) وتألفت لجنة المناقشة من:
أ.د. عامر فاروق عزت/ رئيسا / جامعة بغداد- كلية الهندسة / قسم الهندسة المدنية
أ.م.د. ماجد محمد خرنوب/ عضوا / جامعة بغداد – كلية الهندسة / قسم الهندسة المدنية
أ.م.د. قيس عبد المجيد حسن / عضوا / الجامعة التكنولوجية- كلية الهندسة / قسم الهندسة المدنية
أ.د. عبد المطلب عيسى سعيد/ مشرفا / جامعة بغداد- كلية الهندسة / قسم الهندسة المدنية
ملخص عن الرسالة:
تضمن هذا البحث دراسة أجريت على أعمدة تحت التحميل المحوري بمقاطع مختلفة وأبعاد واقعية (مربعة، مستطيلة، دائرية، مربعة مجوفة، سداسية، سداسية مجوفة). كانت جميع عينات الأعمدة بارتفاع 4000 ملم ولها نفس مساحة المقطع العرضي تقريبا، تعرضت هذه الاعمدة للحريق من جميع الجوانب عند مستوى درجة حرارة (300 درجة مئوية، 600 درجة مئوية، 800 درجة مئوية، 1000 درجة مئوية و1200 درجة مئوية) ولمدة ساعة واحدة. بلغت مقاومة الانضغاط للخرسانة 30 ميجا باسكال وإجهاد خضوع قضبان التسليح 415 ميجا باسكال لجميع العينات. استعمل التحليل العددي بطريقة العناصر المحددة بواسطة برنامج الحاسوب ABAQUS/standard 2017. اعتمد التحليل العددي على دراسة تأثير مجموعة من المتغيرات المهمة مثل مدة الحريق، وسمك الغطاء الخرساني، ونسبة حديد التسليح، واجهاد الخضوع للحديد، ومقاومة انضغاط الخرسانة، وسيناريوهات أخرى للجانب المعرض للحريق والعمل على تقوية العمود المحترق لتحسين اداءه. أو استعادة قدرة التحمل لعمود الخرسانة المسلحة باستعمال تقنية التغليف بالخرسانة المسلحة.
تم مقارنة النتائج العددية مع النتائج التجريبية المتوفرة في المصادر الأخرى وذلك للتحقق من صحة النمذجة العددية المستعملة. أظهرت المقارنة بين النتائج التجريبية والعددية للأعمدة الخرسانية المسلحة توافقا جيدا.
أظهرت النتائج أن تأثير درجة الحرارة لا يعتمد فقط على شدة ومدة الحرارة ولكن أيضًا على بعض الميزات الهندسية مثل موقع الاحتراق واتجاه تطبيق الحمل وما إلى ذلك. خضعت عينة التحكم عند (20 درجة مئوية)، فقط لقوة الانضغاط المسلطة على طرفي العمود، بينما تم تحميل العمود الآخر تحت تأثير كل من حمل الانضغاط المسلط وحمل النار.
فيما يتعلق بأشكال الأعمدة وتأثرها بدرجات الحرارة المرتفعة يمكن أن نستنتج انه كلما زادت المساحة السطحية (المحيط) للعمود المعرض للحريق، زاد عرض وعدد الشقوق وبالتالي تقليل سعة الحمولة القصوى. أظهرت النتائج العددية ان سعة التحميل المحوري القصوى للأعمدة المعرضة للنار تقل مع زيادة درجة حرارة لهب النار وجد انه عند درجة حرارة الاحتراق 300 درجة مئوية و600 درجة مئوية و800 درجة مئوية، فقد العمود المستطيل ذي المساحة السطحية الأكبر حوالي 21.9% و50.3% و53.7% من سعة الحمل القصوى على التوالي. يعتبر العمود الدائري المزود بحديد التسليح الحلزوني أكثر مقاومة للحريق بسبب ثبات الأبعاد في جميع الاتجاهات وانه ذو مساحة سطحية أصغر مقارنة بالأعمدة الصلبة الأخرى.
تم اشتقاق ثلاث علاقات لدرجة حرارة 600 درجة مئوية و800 درجة مئوية و1200 درجة مئوية لتمثيل النسبة المئوية لفقدان مقاومة العمود مع مدة الحريق. كان لسمك الغطاء الخرساني مساهمة جيدة في حماية القضبان الفولاذية بعد التسخين في درجات حرارة عالية.
اظهرت النتائج العددية المستحصلة انه نتيجة لتعرض العمود للحرق فانه قد خسر من تحمله حوالي 28.8 % للعمود المحروق من جه واحدة و44.4 % للعمود المحروق من ثلاث جهات و46.4 % للعمود الاحرج وهو المتعرض للحريق من أربع جهات. اي يمكن استنتاج انه بزيادة عدد وجوه العمود المعرضة للحرق تزداد نسبة انخفاض تحمل الأعمدة. أدى تأثير تقليل تباعد الروابط إلى تحسن في سلوك العمود الخرساني المسلح بعد الاحتراق.
ان تقوية العمود هي عملية تستعمل لإضافة أو استعادة قدرة التحميل القصوى لأعمدة الخرسانة المسلحة. تم التوصل إلى أن طريقة التعزيز بتغليف العمود المتضرر بسترة من الخرسانة المسلحة هي طريقة فعالة للغاية وحيث يتم الحصول على زيادة في سعة التحميل المحورية للأعمدة المعززة.
